Termodynamikens första lag
Termodynamikens allra första lag säger att energi inte kan skapas eller förstöras, men den kan förändras. Lagen utgör grunden för principen om energins bevarande. Det innebär att allt som använder energi förändrar energin från ett energislag till ett annat. Till exempel omvandlar träning energi från mat till kinetisk (rörelse) energi. Energi kan inte skapas och försvinner aldrig. Med undantag för evig rörelse som förblir ett mysterium. Energi ändrar bara sin form. Människor kan använda förändringarna för att utföra arbete som är användbart. Exempel på energiformer i den klassiska mekaniken är värme, ljus, kinetisk (rörelse) eller potentiell energi. I modern fysik anses det dock att det bara finns två typer av energi - massa och kinetisk energi, även om detta kanske inte är till någon hjälp för dem som inte är bekanta med mer komplex fysik.
Lagen innebär att universums totala energi är konstant. Energi kan dock överföras från en del av universum till en annan.
Den vanligaste formuleringen av termodynamikens första lag som används av forskare är:
Historia
James Prescott Joule var den förste som genom experiment upptäckte att värme och arbete är utbytbara.
Det första uttryckliga uttalandet av termodynamikens första lag gjordes av Rudolf Clausius 1850: "Det finns en tillståndsfunktion E, kallad 'energi', vars differential är lika med det arbete som utbyts med omgivningen under en adiabatisk process."
Termodynamik och teknik
Inom termodynamik och teknik är det naturligt att se systemet som en värmemotor som utför arbete på omgivningen och att säga att den totala energi som tillförs genom uppvärmning är lika med summan av ökningen av den inre energin plus det arbete som utförs av systemet. Därför är δ W {\displaystyle \delta W} 
den energimängd som systemet förlorar på grund av det arbete som systemet utför på omgivningen. Under den del av den termodynamiskacykeln där motorn utför arbete är δ W {\displaystyle \delta W} positiv, men det kommer alltid att finnas en del av cykeln där δ W {\displaystyle \delta W} är negativ, t.ex. när arbetsgasen komprimeras. När δ W {\displaystyle \delta W} representerar det arbete som utförs av systemet skrivs den första lagen:
d U = δ Q - δ W {\displaystyle \mathrm {d} U=\delta Q-\delta W\,} 
Människor är oense om huruvida energi är ett positivt eller negativt tal. δ Q {\displaystyle \delta Q} 
är alltså värmeflödet ut ur systemet och δ W {\displaystyle \delta W} är arbetet in i systemet:
d U = - δ Q + δ W {\displaystyle \mathrm {d} U=-\delta Q+\delta W\,} 
På grund av denna tvetydighet är det mycket viktigt att i alla diskussioner om den första lagen uttryckligen fastställa vilken teckenkonvention som används.
dU = förändringen av den inre energin
Q = värme
W = arbete
Relaterade sidor
Frågor och svar
F: Vad är termodynamikens första huvudsats?
S: Termodynamikens första huvudsats är att energi varken kan skapas eller förstöras; den kan bara förändras från en form till en annan.
F: Vad är principen om energins bevarande?
S: Principen om energins bevarande innebär att allt som använder energi förändrar energin från en typ av energi till en annan.
F: Kan evighetsmaskiner någonsin existera?
S: Nej, evighetsmaskiner kan aldrig existera eftersom det skulle bryta mot en grundläggande fysikalisk lag, som säger att energi varken kan skapas eller förstöras.
F: Vad är exempel på energiformer inom klassisk mekanik?
S: Exempel på energiformer inom klassisk mekanik är värme, ljus, kinetisk (rörelse) eller potentiell energi.
F: Hur många typer av energi finns det i modern fysik?
S: Inom modern fysik anser man att det bara finns två typer av energi - massa och kinetisk energi, även om detta kanske inte är till hjälp för dem som inte är bekanta med mer komplex fysik.
F: Är den totala energin i universum konstant?
S: Ja, den totala energin i universum (eller i något slutet system) är konstant. Energi kan dock överföras från en del av universum till en annan.
F: Vilken är den vanligaste formuleringen av termodynamikens första huvudsats som används av forskare?
S: Den vanligaste formuleringen av termodynamikens första huvudsats som används av forskare är att energi inte kan skapas eller förstöras; den kan bara överföras eller omvandlas från en form till en annan.
