Первое начало термодинамики. Удельная и молярная теплоемкости

Внутренняя энергия системы может изменяться в результате различных процессов, например совершения над системой работы, либо теплообмена системы с окружающей средой.

При взаимодействии тел происходит переход энергии из одного вида в другой, а также обмен механической и внутренней энергией. При нагревании газа под поршнем энергия теплового движения молекул переходит в механическую энергию движения поршня. При соприкосновении тел передается их внутренняя энергия, энергия теплового движения молекул. При этих превращениях соблюдается закон сохранения и превращения энергии, получивший название первого начала термодинамики:

(19)

количество теплоты , переданное системе, идет на изменение ее внутренней энергии и на совершение системой работы .

Количество теплоты считается положительным, если тепло передается из окружающей среды данной системе, механическая работа считается положительной, если система производит работу над окружающими телами.

Первое начало термодинамики в дифференциальной форме:

,

где - бесконечно малое количество теплоты (не является полным дифференциалом), - бесконечно малое изменение внутренней энергии системы (полный дифференциал), - элементарная работа (не является полным дифференциалом).

Согласно (19), единицы измерения количества теплоты в СИ: .

Удельная теплоемкость вещества – величина, равная количеству теплоты, необходимому для нагревания 1 кг вещества на 1 К:

.

Молярная теплоемкость - величина, равная количеству теплоты, необходимому для нагревания 1 моля вещества на 1 К:

. (20)

В системе СИ: , .

Связь удельной и молярной теплоемкости:

,

где - молярная масса вещества.