Термодинамика — наука о наиболее общих свойствах макроскопических физических систем, находящихся в состоянии термодинамического равновесия, и о процес¬сах перехода между этими состояниями. В основе термодинамики лежат фундаментальные принципы (начала), которые являются обобщением мно¬гочисленных наблюдений и выполняются независимо от природы образующих систему тел. В 1847 году немецкий физик Гельмгольц установил общий закон сохранения и превращения энергии и рас¬пространил его на все явления природы (электрические, механические, оптические и др.). Закон сохранения энергии: в замкнутой системе энергия не исчезает и не возникает из ничего, она может только превращаться из одного вида в другой или пере¬даваться от одного тела другому. Этот закон управляет всеми явлениями природы и связывает их воедино. Распространяется он и на тепло¬вые явления. Изменение внутренней энергии тела Д[/при любом процессе определяется количеством тепла О, переданным телу, и работой А, совершаемой телом (или над ним). Этот, один из важнейших законов природы, называ¬ется первым началом термодинамики: изменение внут¬ренней энергии системы при переходе ее из одного состо¬яния в другое равно сумме работы внешних сил и коли¬чества теплоты, переданного системе: ДУ-А + Й. Если система изолирована, то над ней не совершает¬ся работа (А = 0) и она не обменивается теплотой с окру-жающими телами ((3 = 0), следовательно, Д[/= 0. Внутренняя энергия изолированной системы со¬храняется. Если вместо А — работы вне-рассматривать А' — работу :гстемы над внешними телами, то, •чнтывая А' = -А, первый закон тер-модинамики запишется: количество теллоты, переданное системе, идет на изменение ее внутренней энергии и а совершение системой работы над заешними телами: (б * П 4 Первое начало термодинамики может быть сформулировано следу¬ющим образом: невозможно созда-шме вечного двигателя первого рода, то есть такого, ко¬торый совершал бьгработы больше, чем подведенная к •ему энергия.
Утверждая, что коли-чество энергии при любых процессах остается неиз¬менным, первый закон тер¬модинамики ничего не гово¬рит о направлении протека¬ния процесса. Известно, что нагретые тела постепенно остывают, передавая свою энергию более холодным окружающим телам. Обрат-ный процесс самопроиз-вольной передачи тепла от холодного тела к горячему в природе не наблюдается, хотя это не противоречит закону сохранения энергии. Процессы в природе имеют определенную направ-жнность, все макроскопические процессы протекают са¬мопроизвольно только в одном направлении, т. е, они не-эбратимы. Направление протекания процессов в природе опре-деляется вторъшзакожш (началом) термодинамики: не-аазможно перевести тепло от более холодной системы к толее горячей при отсутствии других одновременных йзме-эений в обеих системах или в окружающих телах. Этот закон, являющийся также обобщением огром-аого числа опытных фактов, был сформулирован немец¬ким физиком Клаузиусом.
