تسجيل الدخول

تسجيل

القانون الأول في الديناميكا الحرارية

المؤلف:  ماسود شيشبان و هيجو بيريز روجاس و أنكأ تورينو

المصدر:  مفاهيم أساسية في الفيزياء من الكون حتى الكواركات

الجزء والصفحة:  ص88

2026-03-23

407

يثبت هذا القانون حفظ الطاقة في نظم الديناميكا الحرارية. ويقول بأن كل زيادة في الطاقة الداخلية لنظام ما تأتي من أحد طريقين أو (كلاهما): (أ) بواسطة عمل يتم بذله على نظام و / أو (ب) بواسطة امتصاصه للحرارة.

من أجل إعطاء أو أخذ شغل النظام، يجب أن تكون بارامتراته الخارجية، مثل الحجم أو تطبيق مجالات كهربائية أو مغناطيسية خارجية عليه، متعددة. ومن أجل إعطاء أو أخذ حرارة من الجسم، يجب إجراء تماس حراري مع جسم آخر، بدون تغيير بارامتراته الخارجية بالضرورة.

أول مبدأ في الديناميكا الحرارية يتم التعبير عنه بالعلاقة:

حيث dU هو التغير متناهي الصغر للطاقة الداخلية وQδ و δW هما على التوالي الزيادة متناهية الصغر للحرارة والشغل اللذان تم إعطائهما للنظام.

والترميز المختلف للزيادات يرجع إلى حقيقة أن dU هي من الناحية الرياضية بالفعل تفاضل تام. وإذا تحدثنا من ناحية الديناميكا الحرارية، فهذا يعني أن الطاقة الداخلية U دالة للشروط المحددة للحالة الديناميكية الحرارية عند لحظة معينة وهي مستقلة عن تاريخ النظام.

من جانب آخر، ليس هناك معنى للسؤال عن كمية الحرارة أو كمية الشغل في نظام ما في شروط معينة. فالحرارة والشغل هما بالفعل أشكال من تبادل الطاقة بين الجسم وبيئته، وQδ و δW ليسا تفاضلات تامة فهما يعتمدان على تاريخ الجسم، أي على الحالات السابقة للجسم...