Az energiamegmaradás törvénye
A hőtan I. főtétele mint az energiamegmaradás törvénye
A környezetével kölcsönhatásban lévő rendszer belső energiája két módon változtatható meg: hőközléssel (hőfelvétel, hőleadás) és munkavégzéssel.
∆Ebelső = Q+wkörny
A hőtan I. főtétele: a testek belső energiájának megváltozása egyenlő a testtel közölt hőmennyiség és a testen végzett mechanikai munka előjeles összegével. Ez a tétel az energia-megmaradásnak egy általánosabb megfogalmazása, mint az energia mechanikai megmaradásának törvénye, mert figyelembe veszi a súrlódás belső energiát növelő szerepét is.
A hő mechanikai egyenértéke: 1 cal hőmennyiség egyenértékű 4,186 joule munkával vagy energiával
Az energiamegmaradás általános elvét (egy zárt rendszer összenergiája állandó) Robert Mayer fogalmazta meg elsőként 1845-ben.
Belső energia: az anyagot felépítő atomok, molekulák rendezetlen mozgásából (Brown-mozgásból) származó mozgási energiáinak és a közöttük lévő kölcsönhatások energiáinak összege
Hőkapacitás: hányados megmutatja, hogy mekkora nagyságú hő változtatja meg a test hőmérsékletét 1K-nel vagy 1°C-kal
A testek hőkapacitása egyenesen arányos a tömeggel, és függ a test anyagi minőségétől
hányadost fajlagos hőkapacitásnak (fajhő: megmutatja, mennyi hőt kell közölni az m tömegű anyaggal, ahhoz, hogy hőmérséklete egységnyivel megváltozzon)
: az állandó nyomáson végbemenő folyamatokhoz tartozó fajhő
:az állandó térfogaton…
Minden esetben igaz, hogy
Robert-Mayer egyenlet:
Térfogati munka (: a gáz térfogatváltozásából származó mechanikai munka
Ha a folyamatot ábrázoljuk a p-V állapotsíkon, akkor a grafikon alatti terület számértéke adja meg a térfogati munkát (nem állandó nyomás esetén)
Az olyan gyorsan végbemenő állapotváltozást, amely során a rendszer és a környezet között nincs hőcsere, tehát Q=0, adiabatikus folyamatnak nevezzük