Termodünaamika I printsiip

Kehade süsteemi, millesse kuuluvate kehade vahel toimuvad soojuslikud ja mehaanilised protsessid ning mis pole vastastikmõjus süsteemiväliste kehadega, nimetatakse isoleeritud termodünaamiliseks süsteemiks.

Kui kehade vahel leiab aset soojusülekanne, siis on keha siseenergia muuduks soojushulk. Kui kehad on omavahel mehaanilisest vastastikmõjus, on ühelt kehalt teisele ülekantud energia mõõduks mehaaniline töö.

Isoleerimata termodünaamilise süsteemi siseenergia muut (ΔU) on võrdne süsteemile soojusülekandel väliskeskkonna poolt antud soojushulga (Qv) ning süsteemiga tehtud mehaanilise töö (A) summaga:

Kirja pandud seost tuntakse kui termodünaamika I printsiipi (seadust).

Süsteem sai ka ise teha tööd (A’), kusjuures süsteemi poolt tehtav töö on arvuliselt võrdne süsteemiga välisjõudude poolt tehtava tööga, kuid on sellega vastasmärgiline:

Nii saame süsteemi poolt tehtava töö avaldada Termodünaamika I printsiibi kaudu:

mis aga välistab selliste masinate – igiliikurite ehk Perpetuum mobile – loomise, mis ei vaja töö tegemiseks energiat, võimaluse. Teisisõnu – iga masin saab teha tööd kas väliskeskkonnast saadava soojusenergia ja/või selle puudumisel oma siseenergia kahanemise arvelt.