V termodynamike sa uvažuje o vzájomnom pohybe častíc makroskopického telesa. priateľ... Pri práci sa objem tela mení. Rýchlosť samotného tela zostáva nulová, ale rýchlosť
Ryža. 1. A'= p∆V
molekuly tela sa menia! Preto sa mení aj teplota.telo. Dôvodom je, že pri zrážke s pohybujúcim sa piestom (stlačenie plynu) sa mení kinetická energia molekúl - piest odovzdá časť svojej mechanická energia... Pri zrážke s ustupujúcim piestom (expanzia) sa rýchlosti molekúl znižujú, plyn sa ochladzuje. Pri vykonávaní prác v termodynamike sa mení stav makroskopických telies: ich objem a teplota.
Plyn v nádobe pod piestom pôsobí na piest silou F'= pS , kde p - tlak plynu, S je oblasť piestu. Ak sa v tomto prípade piest pohybuje, plyn funguje. Predpokladajme, že plyn expanduje pri konštantnom tlaku p. Potom sila F ' , s ktorým plyn pôsobí na piest, je tiež konštantná. Nechajte piest posunúť o určitú vzdialenosť ∆x(obr. 1). Práca na plyne sa rovná: A '= F' ∆x = pS∆x = p∆V ... - práca plynu pri izobarickej expanzii. Ak V 1 a V 2 - počiatočný a konečný objem plynu, potom pre prevádzku na plyn máme: A '= p (V2 - V1) ... Pri expanzii je práca plynu pozitívna. Po stlačení je negatívny. takto: A'= pAV- plynárenské práce. A = - pAV- práca vonkajších síl.
V izobarickom procese je plocha pod grafom súradnice p, Včíselne rovný práci (obr. 2). Vonkajšia práca na systéme sa rovná práci systému, ale s opačným znamienkom A = - A.
Pri izochorickom procese sa teda objem nemení , práca sa nevykonáva v izochorickom procese! A = 0
Akékoľvek teleso (plynné, kvapalné alebo pevné) má energiu, aj keď teleso nemá žiadnu rýchlosť a je na Zemi. Táto energia sa nazýva interný, je to spôsobené chaotickým (tepelným) pohybom a interakciou častíc, ktoré tvoria telo. Vnútorná energia
pozostáva z kinetickej a potenciálnej energie častíc translačných a oscilačných pohybov mikročastíc systému. Vnútorná energia monatomického ideálneho plynu je určená vzorcom: Vnútorná energia telesa sa môže meniť iba v dôsledku jeho interakcie s inými telesami. existuje dva spôsoby, ako zmeniť vnútornú energiu: prenos tepla a výkon mechanická práca
(napríklad zahrievanie trením alebo kompresiou, ochladzovanie expanziou).
Prenos tepla
- ide o zmenu vnútornej energie bez vykonania práce: energia sa prenáša z viac zahriatych telies na menej zahriate telesá. Existujú tri typy prenosu tepla: tepelná vodivosť(priama výmena energie medzi chaoticky sa pohybujúcimi časticami interagujúcich telies alebo častí toho istého telesa); konvekcia(prenos energie prúdením kvapaliny alebo plynu) a žiarenia(prenos energie elektromagnetické vlny). Miera prenesenej energie pri prenose tepla je množstvo tepla (Q).
Tieto metódy sa kvantitatívne spájajú do zákon zachovania energie
, ktorý pre tepelné procesy znie takto : zmena vnútornej energie uzavretého systému sa rovná súčtu množstva tepla odovzdaného systému a práce vonkajších síl vykonaných na systém., kde ΔU
- zmena vnútornej energie, Q
- množstvo tepla preneseného do systému, A
- práca vonkajších síl. Ak systém robí prácu sám, potom sa to bežne označuje A'
... Potom zákon zachovania energie pre tepelné procesy, ktorý je tzv prvý zákon termodynamiky
, možno napísať takto: ( množstvo tepla preneseného do systému ide do systému, aby vykonal prácu a zmenil svoju vnútornú energiu).
Zvážte aplikáciu prvý zákon termodynamiky na izoprocesy prebiehajúce s ideálnym plynom.
Pri izotermickom procese je teplota konštantná, preto sa vnútorná energia nemení. Potom bude mať rovnica I termodynamického zákona tvar: Q = A ' , to znamená, že množstvo tepla odovzdaného do systému ide vykonať prácu počas izotermickej expanzie, a preto sa teplota nemení.
V izobarickom procese sa plyn rozširuje a množstvo tepla preneseného do plynu zvyšuje jeho vnútornú energiu a vykonáva prácu: Q = ΔU + A '
Pri izochorickom procese plyn nemení svoj objem, preto nevykonáva prácu, t.j. A = 0 ... I. rovnica zákona má tvar Q = ΔU (prenesené množstvo tepla sa využíva na zvýšenie vnútornej energie plynu).
Proces sa nazýva adiabatický prúdenie bez výmeny tepla s okolitými telesami. Príkladom tepelne izolovanej nádoby je termoska. V adiabatickom procese Q = 0 , preto plyn pri expanzii vykonáva prácu v dôsledku poklesu svojej vnútornej energie, preto sa plyn ochladzuje, A '= - ΔU ... Ak prinútite plyn urobiť dostatočne veľkú prácu, môžete ho veľmi ochladiť. Na tom sú založené metódy skvapalňovania plynu. A naopak, v procese adiabatickej kompresie bude A'< 0 , teda ∆U> 0 : Plyn sa zahrieva. Adiabatický ohrev vzduchu sa používa v dieselových motoroch na zapálenie paliva
Takmer všetky skutočné procesy prebiehajú pri výmene tepla: adiabatické procesy sú zriedkavou výnimkou.
Názorné príklady adiabatických procesov:
- V nádobe, ktorá je uzavretá zátkou so závitovou hadicou čerpadla, sú kvapky vody. Po vstreknutí určitého množstva vzduchu do nádoby korok rýchlo vyletí a v nádobe sa objaví hmla (obr.).
- Valec uzavretý pohyblivým piestom obsahuje malé množstvo palivo. Po rýchlom stlačení piestu sa palivo zapáli.
Tepelné javy možno popísať pomocou veličín (makroskopických parametrov) zaznamenaných prístrojmi ako je tlakomer a teplomer. Tieto zariadenia nereagujú na vplyv jednotlivých molekúl. Teória tepelných procesov, ktorá nezohľadňuje molekulárnu stavbu telies, sa nazýva termodynamika. Toto už bolo spomenuté v kapitole 1. V tejto kapitole budeme študovať termodynamiku.
§ 5.1. Práca v termodynamike
V kapitole 3 sme sa dozvedeli o rôznych procesoch, ktoré menia stav termodynamického systému. Išlo nám najmä o zmenu skupenstva ideálneho plynu počas izotermických, izobarických a izochorických procesov.
Pre ďalšie úvahy o termodynamických procesoch je potrebné podrobne preskúmať, v dôsledku akých vonkajších vplyvov sa môže meniť stav ktoréhokoľvek termodynamického systému. Podstatné sú dve rôzne druhy vplyvy, ktoré vedú k zmene stavu systému, teda k zmene termodynamických parametrov- tlak p, objemV, teplota T, charakterizujúca stav. Prvý- toto je robiť prácu.
Práca v mechanike a termodynamike
V mechanike sa uvažuje o pohybe makroskopických telies. Práca je definovaná ako súčin modulov sily a posunutia a kosínus uhla medzi smermi sily a posunutia. Práca sa vykonáva pôsobením sily alebo viacerých síl na pohybujúce sa makroskopické teleso a rovná sa zmene jeho kinetickej energie.
V termodynamike sa neuvažuje s pohybom telesa ako celku a prichádza o pohybe častí makroskopického telesa voči sebe navzájom. Keď je práca vykonaná, objem tela sa mení a jeho rýchlosť zostáva rovná nule. Ale rýchlosti molekúl tela, napríklad plynu, sa menia. Preto sa mení aj telesná teplota.
Dôvod je nasledovný: pri elastických zrážkach molekúl s pohybujúcim sa piestom (pre prípad stláčania plynu) sa mení ich kinetická energia. Takže pri pohybe smerom k molekulám im piest pri zrážkach odovzdáva časť svojej mechanickej energie, v dôsledku čoho sa plyn zahrieva. Piest pôsobí ako futbalista, ktorý vykopne loptu do vzduchu a udelí lopte oveľa väčšiu rýchlosť, ako mala pred kopom *.
* Problém zmeny rýchlosti lopty pri jej pružnej kolízii s pohybujúcou sa stenou je podrobne popísaný v § 6.12 „Mechanika“ (úloha 5).
Naopak, ak sa plyn rozpína, tak po zrážke s ustupujúcim piestom sa rýchlosti molekúl znížia, v dôsledku čoho sa plyn ochladí. Futbalista koná rovnakým spôsobom: s cieľom znížiť rýchlosť letiacej lopty alebo ju zastaviť, noha futbalistu sa vzdiali od lopty, akoby jej ustupovala.
Takže pri vykonávaní práce v termodynamike sa stav makroskopických telies mení: mení sa ich objem a teplota.
Výpočet práce
Vypočítajme prácu v závislosti od zmeny objemu na príklade plynu vo valci pod piestom (obr. 5.1). Najjednoduchšie je najprv vypočítať nie prácu sily ,
pôsobiace na plyn zo strany vonkajšieho telesa (piestu) a práca vykonaná samotným plynom, pôsobiaca na piest silou 
.
Podľa tretieho Newtonovho zákona 
.
Modul sily pôsobiacej na piest zo strany plynu je F" = pS, kde R je tlak plynu a S je povrchová plocha piestu. Nechajte plyn expandovať a piest sa posunie v smere sily o malú vzdialenosť Δ h = h 2 – h 1 Ak je posun malý, tlak plynu možno považovať za konštantný.
Práca na plyne sa rovná:
Túto prácu možno vyjadriť zmenou objemu plynu. Počiatočná hlasitosť V 1 = Sh 1 , ale finále V 2 = Sh 2 . Preto
kde Δ V = V 2 - V 1 - zmena objemu plynu.
Pri expanzii plyn vykonáva pozitívnu prácu, pretože smery sily a pohybu piestu sa zhodujú.
Ak je plyn stlačený, zostáva v platnosti vzorec (5.1.2) pre prácu plynu. Ale teraz V 2 < V 1 a preto A"< 0 (obr.5.2).
Práca A, vykonávaná vonkajšími telesami na plyne, sa líši od práce plynu A" len znamenie: A=
-A", od sily 
pôsobiace na plyn smeruje proti sile 
,
a pohyb zostáva rovnaký. Preto sa práca vonkajších síl pôsobiacich na plyn rovná:
(5.1.3)
Znamienko mínus znamená, že počas kompresie plynu, keď Δ V = V 2 - V 1 < 0, работа vonkajšia sila pozitívne. Je jasné, prečo v tomto prípade A> 0: keď je plyn stlačený, smery sily a posunu sa zhodujú. Keď sa plyn rozpína, naopak, práca vonkajších telies je negatívna (A< 0), так как ΔV = V 2 – V 1> 0. Teraz sú smery sily a pohybu opačné.
Výrazy (5.1.2) a (5.1.3) platia nielen pre kompresiu alebo expanziu plynu vo valci, ale aj pre malú zmenu objemu akéhokoľvek systému. Ak je proces izobarický (p = const), potom sa tieto vzorce môžu použiť pre veľké zmeny objemu.
« Fyzika - 10. ročník
V dôsledku akých procesov sa môže meniť vnútorná energia?
Ako je definovaná práca v mechanike?
Práca v mechanike a termodynamike.
V mechanika práca je definovaná ako súčin modulu sily, modulu pohybu bodu jej pôsobenia a kosínusu uhla medzi vektormi sily a posunutia. Keď sila pôsobí na pohybujúce sa teleso, práca tejto sily sa rovná zmene jeho kinetickej energie.
Pracovať termodynamika sa určuje rovnako ako v mechanike, ale nerovná sa zmene kinetickej energie telesa, ale zmene jeho vnútornej energie.
Zmena vnútornej energie pri práci.
Prečo sa vnútorná energia mení, keď sa telo zmršťuje alebo rozťahuje? Prečo sa vzduch ohrieva najmä pri hustení pneumatiky bicykla?
Dôvod zmeny teploty plynu počas jeho kompresie je nasledujúci: pri pružných zrážkach molekúl plynu s pohybujúcim sa piestom sa mení ich kinetická energia.
Počas kompresie alebo expanzie sa tiež mení priemerná potenciálna energia interakcie molekúl, pretože to mení priemernú vzdialenosť medzi molekulami.
Takže pri pohybe smerom k molekulám plynu im piest počas zrážok odovzdáva časť svojej mechanickej energie, v dôsledku čoho sa vnútorná energia plynu zvyšuje a zahrieva sa. Piest sa chová ako futbalista, ktorý kope do lopty letiacej smerom k nemu. Futbalistova noha prepožičiava lopte rýchlosť, ktorá je oveľa väčšia ako tá, ktorú mal pred kopom.
Naopak, ak sa plyn rozpína, tak po zrážke s ustupujúcim piestom sa rýchlosti molekúl znížia, v dôsledku čoho sa plyn ochladí. Futbalista koná aj s cieľom znížiť rýchlosť letiacej lopty alebo ju zastaviť - noha futbalistu sa vzdiali od lopty, akoby jej ustupovala.
Vypočítajme prácu sily pôsobiacej na plyn zo strany vonkajšieho telesa (piestu), v závislosti od zmeny objemu na príklade plynu vo valci pod piestom (obr. 13.1), pričom tlak plynu sa udržiava konštantná. Najprv vypočítajme prácu, ktorú vykoná tlaková sila plynu pôsobiaca na piest silou: „Ak piest stúpa pomaly a rovnomerne, potom podľa tretieho Newtonovho zákona = =. V tomto prípade plyn expanduje izobaricky.
Modul sily pôsobiacej na piest zo strany plynu je F "= pS, kde p je tlak plynu a S je plocha povrchu piesta. Keď sa piest zdvihne o krátku vzdialenosť Δh = h 2 - h 1, práca plynu sa rovná:
A "= F" Ah = pS (h2 - h1) = p (Sh2 - Sh1). (13.2)
Počiatočný objem, ktorý zaberá plyn, V 1 = Sh 1 a konečný V 2 = Sh 2. Preto je možné vyjadriť prácu plynu zmenou objemu ΔV = (V 2 - V 1):
А "= p (V 2 - V 1) = pΔV> 0. (13.3)
Pri expanzii plyn vykonáva pozitívnu prácu, pretože smer sily a smer pohybu piestu sa zhodujú.
Ak je plyn stlačený, potom zostáva v platnosti vzorec (13.3) pre prácu plynu. Ale teraz V 2< V 1 , и поэтому А < 0.
Práca A vykonaná vonkajšími telesami na plyne sa líši od práce A "na samotnom plyne iba znakom:
A = -A "= -pΔV. (13.4)
Pri stláčaní plynu, keď ΔV = V 2 - V 1< 0, работа внешней силы оказывается положительной. Так и должно быть: при сжатии газа направления силы и перемещения точки её приложения совпадают.
Ak sa tlak neudržiava konštantný, potom plyn počas expanzie stráca energiu a prenáša ju na okolité telesá: stúpajúci piest, vzduch atď. Plyn sa v tomto prípade ochladzuje. Naopak, pri stláčaní plynu mu vonkajšie telesá odovzdávajú energiu a plyn sa zahrieva.
Geometrická interpretácia diela. Práca A plynu pre prípad konštantného tlaku môže byť daná jednoduchou geometrickou interpretáciou.
Pri konštantnom tlaku je graf závislosti tlaku plynu od objemu, ktorý zaberá, priamka rovnobežná s osou x (obr. 13.2). Je zrejmé, že plocha obdĺžnika abdc, ohraničená grafom px = const, osou V a segmentmi ab a cd rovnými tlaku plynu, sa číselne rovná práci určenej vzorcom (13.3):
A "= p1 (V2 - V2) = | ab | | ac |.
Vo všeobecnom prípade tlak plynu nezostáva nezmenený. Napríklad pri izotermickom procese klesá nepriamo úmerne k objemu (obr. 13.3). V tomto prípade na výpočet práce musíte rozdeliť celkovú zmenu objemu na malé časti a vypočítať elementárnu (malú) prácu a potom ich všetky pridať. Práca plynu sa stále numericky rovná ploche obrázku ohraničenej grafom p verzus V, osou V a segmentmi ab a cd, ktorých dĺžka sa numericky rovná tlakom p 1 p 2 v počiatočnom a koncovom stave plynu.
Ak k infinitezimálnej expanzii sústavy v dôsledku dodávky tepla do nej dôjde počas vonkajšie prostredie, ktorý sa nachádza všade pod rovnakým tlakom P, potom je zvýšenie objemu systému V o nekonečne malú hodnotu dV sprevádzané prácou:
vykonávaný systémom cez životné prostredie a volal práca so zmenou objemu (mechanická práca).
Keď sa objem tela zmení z hodnoty objemu na hodnotu, práca vykonaná systémom sa bude rovnať:
Zo vzorca (*) vyplýva, že a vždy majú rovnaké znamienka:
Ak, potom a, t.j. pri rozširovaní je práca tela pozitívna, zatiaľ čo samotné telo robí prácu;
Ak je teda, t.j. počas stláčania, práca tela negatívna: to znamená, že to nie je telo, ktoré vykonáva prácu, ale práca zvonka sa vynakladá na jeho stláčanie.
Teraz sa pozrime na prácu, ktorú systém vykonáva na nejakom externom objekte. Nech je uvažovaným telesom plyn vo valci pod piestom. Piest je zaťažený zhora záťažou.
 |
V dôsledku dodávky tepla do plynu expandoval z objemu na objem. V tomto prípade sa piest s nákladom pohyboval z výšky do výšky.
V dôsledku expanzie tela sa vykonala práca:
a potenciálna energia záťaže zvýšená o hodnotu:
Rozdiel medzi prácou expanzie a prírastkom potenciálnej energie je užitočná vonkajšia práca (jednorazová alebo technická práca), ktorú telo produkuje na vonkajšom objekte:
β-diagram je široko používaný v termodynamike. Keďže stav termodynamického systému určujú dva parametre, na -diagrame je znázornený bodkou. Na obrázku bod 1 zodpovedá počiatočnému stavu systému, bod 2 konečnému stavu a čiara 1-2 zodpovedá procesu expanzie pracovnej tekutiny od do.
Mechanická práca je vynesená do roviny podľa plochy medzi krivkou procesu a osou objemu.
 |
Polohovaná práca je vynesená do roviny podľa plochy uzavretej medzi procesnou krivkou a osou tlaku.
Práca závisí od povahy termodynamického procesu.
Prvý zákon termodynamiky.
Prvý zákon termodynamiky je zákon zachovania a premeny energie.
Pre termodynamické procesy zákon stanovuje vzťah medzi teplom, prácou a zmenami vnútornej energie termodynamického systému.
Formulácia prvého zákona termodynamiky:
Teplo dodávané do systému sa vynakladá na zmenu energie systému a vykonávanie mechanickej práce.
Pre 1 kg látky má rovnica prvého zákona termodynamiky tvar:
Prvý zákon termodynamiky možno napísať aj v inej forme.
Vzhľadom na to, že entalpia sa rovná:
a jeho zmena:
Vyjadrime z výrazu zmenu vnútornej energie:
a dosaďte ho do rovnice prvého zákona termodynamiky
Doteraz sme brali do úvahy iba systémy, v ktorých sa hmota nepohybovala v priestore. Treba však poznamenať, že prvý zákon termodynamiky má všeobecný charakter a platí pre všetky termodynamické systémy, stacionárne aj pohyblivé.
Predpokladajme, že pracovná kvapalina sa privádza do tepelno-mechanickej jednotky (napríklad lopatky turbíny). Pracovná kvapalina vykonáva technickú prácu, napríklad poháňa rotor turbíny, a potom sa odvádza cez výfukové potrubie.
Zapíšme si prvý termodynamický zákon pre stacionárny systém:
Práca na expanzii je vykonávaná pracovným orgánom na povrchoch, ktoré obmedzujú pridelený pohyblivý objem, to znamená na stenách jednotky. Časť stien jednotky je stacionárna a práca na expanzii na nich je nulová. Ďalšia časť stien je špeciálne pohyblivá (lopatky rotora v turbíne) a technickú prácu na nich vykonáva pracovná kvapalina.
Pri vstupe pracovníka do útvaru a odchode z útvaru dochádza k tzv premiestňovacie práce:
Časť expanznej práce () sa vynakladá na zvýšenie kinetickej energie pracovnej tekutiny v prúde, ktorá sa rovná.
takto:
Nahradením tohto vyjadrenia mechanickej práce do rovnice prvého zákona termodynamiky dostaneme:
Pretože entalpia je:
Konečná podoba prvého termodynamického zákona pre pohybujúci sa prúd bude:
Teplo dodávané do prúdu pracovnej tekutiny sa vynakladá na zvýšenie entalpie pracovnej tekutiny, výroby technické práce a zvýšenie kinetickej energie prúdenia.
Druhý zákon termodynamiky.
Prvý zákon termodynamiky hovorí, že teplo sa môže zmeniť na prácu a pracovať na teplo. Práca môže byť úplne premenená na teplo, napríklad trením, ale teplo nemôže byť úplne premenené na prácu v periodicky sa opakujúcom (kontinuálnom) procese.
Prvý zákon termodynamiky „umožňuje“ vytvoriť tepelný stroj, ktorý úplne premieňa dodané teplo na prácu L, tj:
Druhý zákon ukladá prísnejšie obmedzenia a tvrdí, že dielo by malo byť menšie ako dodané teplo () o množstvo odobratého tepla, t.j.
 |
Perpetum mobile je možné realizovať, ak sa teplo prenáša zo studeného zdroja na horúci. Ale na to musí teplo spontánne prejsť zo studeného tela na horúce, čo je nemožné.
Teplo samo o sebe môže prechádzať iba z teplejších telies na chladnejšie. Prenos tepla z chladu na ohrievané telesá nenastáva sám od seba. Aby ste to dosiahli, musíte minúť ďalšiu energiu.
Pre úplnú analýzu javu a procesov je teda potrebné mať okrem prvého termodynamického zákona aj ďalšiu zákonitosť. Tento zákon je druhý termodynamický zákon... Zisťuje, či je ten alebo onen proces možný alebo nemožný, akým smerom proces prebieha, kedy sa dosiahne termodynamická rovnováha a za akých podmienok je možné dosiahnuť maximálna práca... Jedna z formulácií druhý termodynamický zákon:
Na existenciu tepelného motora sú potrebné 2 zdroje - horúci prameň a studený prameň(životné prostredie).
V mechanike je práca A spojená s posunom X telo ako celok pod pôsobením sily F
V termodynamike sa uvažuje o pohybe častí tela. Ak sa napríklad plyn vo valci pod piestom roztiahne, tak pohybom piestu naň pôsobí. V tomto prípade sa objem plynu mení (obr. 2.1).
Vypočítajme prácu, ktorú vykoná plyn pri zmene jeho objemu. Základná práca pri pohybe piestu o množstvo dx rovná sa
.
Sila súvisí s tlakom pomerom
kde S je oblasť piestu.
Zmena objemu je
Teda
(2.5)
Plná práca A spáchaný plynom, keď sa jeho objem zmení z V 1 až V 2 zistíme integrovaním vzorca (2.5)
(2.6)
Výraz (2.6) je platný pre všetky procesy
Vypočítajme prácu s izoprocesmi:
1) pre izochorický proces V 1 = V 2 = konšt. A = 0;
2) pre izobarický proces p = const, A= p ( V 2 – V 1) = pA V;
3) pre izotermický proces T= konšt. Rovnica (1.6) to naznačuje
.
Výraz (2.6) bude mať tvar
. (2.7)
2.3. Množstvo tepla
Proces prenosu energie z jedného tela do druhého bez vykonania práce sa nazýva prenos tepla.
Množstvo tepla je energia odovzdaná telu v dôsledku výmeny tepla. Na zmenu teploty látky s hmotnosťou m od T 1 do T 2 mu treba povedať množstvo tepla
Koeficient c v tomto vzorci sa nazýva špecifické teplo: [s] = 1 J / (kg ∙ K).
Keď sa teleso zahrieva, Q> 0, keď sa teleso ochladí, Q< 0.
2.4. Prvý zákon termodynamiky. Aplikácia pre izoprocesy.
Ak si sústava vymieňa teplo s okolitými telesami a vykonáva prácu (pozitívnu alebo negatívnu), tak sa zmení stav sústavy, t.j. menia sa jej makroskopické parametre. Keďže vnútorná energia U je jednoznačne určená makroskopickými parametrami, vyplýva z toho, že procesy prenosu tepla a výkon práce sú sprevádzané zmenou vnútornej energie systému.
Prvý zákon termodynamiky je zovšeobecnením zákona zachovania a transformácie energie pre termodynamický systém. Je formulovaný nasledovne:
Zmena vnútornej energie neizolovaného termodynamického systému sa rovná rozdielu medzi množstvom tepla odovzdaného systému a prácou vykonanou systémom na vonkajších telesách.
