1 закон термодинамики: энергия всякого тела уменьшается при совершении им работы и, напротив, увеличивается, если телу передают теплоту; универсальный закон сохранения энергии применительно к задачам термодинамики исключает возможность создания вечного двигателя первого рода, то есть устройства, способного совершать работу без соответствующих затрат энергии. Иными словами, нельзя выполнить работу, не затратив энергии.
В разных областях человеческой деятельности с термодинамическими системами происходят изменения, сопровождающиеся их переходом к новым состояниям, характеризующимся новыми значениями параметров систем:
- изохорный процесс — при нагревании газа, заключенного в емкость постоянного объема, происходит увеличение давления и температуры системы, но работа против внешних сил не производится, поскольку нет приращения объема системы. Такой процесс происходит в закрытой канистре из-под бензина с остатками паров, если она подвергается нагреванию, например, вблизи костра. При этом давление внутри канистры быстро растет и может привести к мощному взрыву с разрушением канистры.
- изобарный процесс — характеризуется неизменным давлением системы. Например, система заключена в вертикально расположенном цилиндре под поршнем с находящимся в нем грузом определенной массы, когда подвод тепла к системе приводит к повышению ее температуры и подъему поршня с грузом. Согласно закону Гей-Люссака при неизменном давлении объем данной массы газа меняется линейно с температурой. Изобарный процесс испарения жидкости сопровождается увеличением объема вещества (разница в объемах жидкости и полученного из нее пара) при неизменности его массы, что связано с совершением работы против внешних сил.
- изотермический процесс характеризуется неизменной температурой системы в условиях подвода или отвода тепла, но при этом изменяются давление и объем системы и совершается внешняя работа. Согласно закону Бойля-Мариотта для данной массы газа при постоянной температуре давление изменяется обратно пропорционально его объему.
