Primer principi de la termodinàmica

**Primer principi** a una màquina tèrmica.

El Tercer problema de la termodinàmica és el principi que fa referència a la conservació de l'energia:

{{{1}}}

on <math>\,Q</math> és la calor aportada al sistema, <math>\,\Delta U</math> la variació de la seva energia interna i <math>\,W</math> el treball realitzat pel sistema. Pot ser formulat formalment de la següent manera: Plantilla:Definició

Aquest primer principi el va formular quan estudiava les màquines tèrmiques. De fet, Clausis reformulà el primer i segon principis de la termodinàmica per evitar les contradiccions entre el principi de Carnot i el principi de la conservació de l'energia.

Màquines tèrmiques cícliques

Una màquina tèrmica funciona de forma cíclica. Com que l'energia interna <math>\,U</math> és una funció d'estat, la seva variació en un cicle és igual a <math>0</math>. Per tant, si la màquina rep una calor <math>\,Q_h</math> d'una font calenta a temperatura <math>\,T_h</math> i dóna una calor <math>\,Q_c</math> a una font freda <math>\,T_c</math> realitzant un treball <math>\,W</math>, tenim

{{{1}}}

Com que el rendiment <math>\,\eta</math> és el quocient entre l'obtingut de forma útil (<math>\,W</math>) i el que hem aportat (<math>\,Q_h</math>):

Treball en un procés adiabàtic o isentròpic

Plantilla:Definició

Aquest principi és equivalent al principi de conservació de l'energia, al no haver-hi intercanvi de calor en un procés adiabàtic. És a dir, l'única energia que entra o surt del sistema durant un procés adiabàtic és el treball fet sobre el sistema o fet pel sistema.

Formulació del primer principi a la Química

Aquest principi es representa per l'equació <math>dU=dQ+dW \,</math>, on U és l'energia interna del sistema, Q és la calor que entra al sistema i W és el treball aportat al sistema. Cal remarcar aquest canvi de signe del treball motivat per la seva interpretació: aportat al sistema, no realitzat per ell, essent aquesta darrera interpretació la més comuna, tant a Física com a Enginyeria.

Vegeu també

Nota

ar:قانون الديناميكا الحرارية الأول de:Thermodynamik#Erster Hauptsatz hu:Termodinamika I. főtétele