Первое начало термодинамики

Опираясь на работы Джоуля и др., Клаузиус впервые высказал мысль, сформировавшуюся впоследствии в первое начало термодинамики. Он сделал вывод, что всякое тело имеет внутреннюю тепловую энергию. Клаузиус назвал ее теплом, содержащимся в теле, в отличие от «тепла, сообщенного телу». Внутреннюю энергию можно изменить двумя эквивалентными способами: проведя над телом механическую работу, или сообщая ему количество теплоты.

В 1860 г. У. Томсон записывает первое начало термодинамики в следующей формулировке: Количество теплоты, сообщенное газу, идет на увеличение внутренней энергии газа и совершение газом внешней работы.

Первое начало термодинамики, или закон сохранения энергии, утверждает невозможность создания вечного двигателя 1-го рода, работающего без внешних источников энергии.

Майер составил таблицу всех рассмотренных им энергий природы и привел 25 случаев их превращений (тепло, механическая работа, электричество, химическая энергия вещества). Майер распространил положение о сохранении и превращении энергии и на живые организмы (поглощение пищи, химические процессы, тепловые и механические эффекты).

Эти примеры впоследствии были подкреплены работами Гесса (1840 г.), в которых исследовалось превращение химической энергии в теплоту, а также Фарадея, Ленца и Джоуля, в результате которых был сформулирован закон Джоуля-Ленца (1845) о связи электрической и тепловой энергии.

Таким образом, постепенно, на протяжении более четырех десятилетий сформировался один из самых великих принципов современной науки, приведший к объединению самых различных явлений природы. Этот принцип заключается в следующем: Энергия не меняется ни при каких превращениях, происходящих в природе, а только переходит из одной формы в другую.