Pirmais termodinamikas likums
Pirmais termodinamikas likums nosaka, ka enerģiju nevar ne radīt, ne iznīcināt, taču to var mainīt. Šis likums ir enerģijas saglabāšanas principa pamatā. Tas nozīmē, ka jebkas, kas izmanto enerģiju, maina enerģiju no viena enerģijas veida uz citu. Piemēram, vingrojot enerģija no pārtikas mainās kinētiskajā (kustības) enerģijā. Enerģiju nevar radīt, un tā nekad nepazūd. Izņemot perpetuum mobile, kas joprojām ir noslēpums. Enerģija tikai maina savu formu. Cilvēki šīs izmaiņas var izmantot, lai veiktu lietderīgu darbu. Enerģijas formu piemēri klasiskajā mehānikā ir siltums, gaisma, kinētiskā (kustības) vai potenciālā enerģija. Tomēr mūsdienu fizikā tiek uzskatīts, ka ir tikai divi enerģijas veidi - masa un kinētiskā enerģija, lai gan tas var nebūt noderīgi tiem, kas nepārzina sarežģītāku fiziku.
Šis likums nozīmē, ka Visuma kopējā enerģija ir konstanta. Tomēr enerģiju var pārnest no vienas Visuma daļas uz citu.
Visbiežāk zinātnieki izmanto šādu termodinamikas pirmā likuma formulējumu:
Vēsture
Džeimss Preskots Džouls bija pirmais, kurš eksperimentos atklāja, ka siltums un darbs ir savstarpēji aizstājami.
Pirmo skaidri formulēto pirmo termodinamikas likumu 1850. gadā formulēja Rūdolfs Klauziuss: "Pastāv stāvokļa funkcija E, ko sauc par "enerģiju" un kuras diferenciālis ir vienāds ar darbu, kas adiabātiskā procesa laikā tiek apmainīts ar apkārtējo vidi."
Termodinamika un inženierzinātnes
Termodinamikā un inženierzinātnēs ir dabiski domāt par sistēmu kā par siltuma dzinēju, kas veic darbu ar apkārtējo vidi, un apgalvot, ka kopējā enerģija, kas pievienota, sildot, ir vienāda ar iekšējās enerģijas pieauguma un sistēmas veiktā darba summu. Tādējādi δ W {\displaystyle \delta W} 
ir enerģijas daudzums, ko sistēma zaudē, jo sistēma ir veikusi darbu ar apkārtējo vidi. Termodinamiskācikla daļā, kurā motors veic darbu, δ W {\displaystyle \delta W} ir pozitīvs, bet vienmēr būs cikla daļa, kurā δ W {\displaystyle \delta W} ir negatīvs, piemēram, kad darba gāze tiek saspiesta. Ja δ W {\displaystyle \delta W} ir sistēmas veiktais darbs, tad pirmais likums ir rakstāms:
d U = δ Q - δ W {\displaystyle \mathrm {d} U=\delta Q-\delta W\,} 
Cilvēki nav vienisprātis, vai enerģija ir pozitīvs vai negatīvs skaitlis. Tātad δ Q {\displaystyle \delta Q} 
ir siltuma plūsma no sistēmas, bet δ W {\displaystyle \delta W} ir darbs sistēmā:
d U = - δ Q + δ W {\displaystyle \mathrm {d} U=-\delta Q+\delta W\,} 
Šīs neskaidrības dēļ ir ļoti svarīgi jebkurā diskusijā, kas saistīta ar pirmo likumu, skaidri noteikt izmantoto zīmju konvenciju.
dU = iekšējās enerģijas izmaiņas
Q = siltums
W = darbs
Saistītās lapas
Jautājumi un atbildes
J: Kāds ir pirmais termodinamikas likums?
A: Pirmais termodinamikas likums nosaka, ka enerģiju nevar ne radīt, ne iznīcināt; tā var tikai pāriet no vienas formas citā.
Q: Kāds ir enerģijas saglabāšanas princips?
A: Enerģijas saglabāšanas princips nozīmē, ka viss, kas izmanto enerģiju, maina enerģiju no viena enerģijas veida uz citu.
J: Vai mūžīgās kustības mašīnas vispār var pastāvēt?
Atbilde: Nē, mūžīgās kustības mašīnas nekad nevar pastāvēt, jo tādējādi tiktu pārkāpts fizikas pamatlikums, kas nosaka, ka enerģiju nevar ne radīt, ne iznīcināt.
J: Kādi ir enerģijas formu piemēri klasiskajā mehānikā?
A: Enerģijas veidi klasiskajā mehānikā ir siltums, gaisma, kinētiskā (kustības) vai potenciālā enerģija.
J: Cik enerģijas veidu ir mūsdienu fizikā?
A: Mūsdienu fizikā tiek uzskatīts, ka ir tikai divi enerģijas veidi - masa un kinētiskā enerģija, lai gan tas var nebūt noderīgi tiem, kas nav pazīstami ar sarežģītāku fiziku.
J: Vai Visuma kopējā enerģija ir konstanta?
A: Jā, Visuma (vai jebkuras slēgtas sistēmas) kopējā enerģija ir konstanta. Tomēr enerģiju var pārnest no vienas Visuma daļas uz citu.
J: Kāds ir visbiežāk zinātnieku lietotais termodinamikas pirmā likuma formulējums?
A: Visbiežāk zinātnieki izmanto šādu termodinamikas pirmā termodinamikas likuma formulējumu: enerģiju nevar ne radīt, ne iznīcināt; to var tikai pārnest vai pārveidot no vienas formas citā.
