Количество теплоты, полученное системой, идет на изменение ее внутренней энергии и совершение работы над внешними телами.

Q = ΔU + A (2.10)

Первый закон термодинамики является обобщением опытных фактов. Согласно этому закону, энергия не может быть создана или уничтожена; она передается от одной системы к другой и превращается из одной формы в другую. Важным следствием первого закона термодинамики является утверждение о невозможности создания машины, способной совершать полезную работу без потребления энергии извне и без каких-либо изменений внутри самой машины. Такая гипотетическая машина получила название вечного двигателя (perpetuum mobile) первого рода. Многочисленные попытки создать такую машину неизменно заканчивались провалом. Любая машина может совершать положительную работу A над внешними телами только за счет получения некоторого количества теплоты Q от окружающих тел или уменьшения своей внутренней энергии U (рис. 2.2) .

Рис. 2.2.

В уравнениях (2.9) и (2.10) изменение внутренней энергии находим из формулы (2.1), а работу, совершаемую системой против внешних сил, – по формуле (2.5). Количество теплоты может быть положительным , если тело получает теплоту, и отрицательным , если тело отдает теплоту.

В дифференциальной форме это запишется следующим образом

(2.11)

где dU и δA определяются по формулам (2.3) и (2.5).