2. 열역학 제 1법칙

열역학 제 1 법칙은 에너지 보존 법칙이라고도 하는데 에너지는 여러 가지 형태를 가질 수 있지만 에너지의 총량은 일정하다. 그리고 에너지가 하나의 형태로 사라지면 그것은 동시에 다른 형태로 생겨난다.

System과 surrounding으로 나눌 때, 계의 에너지와 외계의 에너지의 총량이 일정하다. 계와 외계 사이에 일어나는 에너지의 합은 일정하다.

닫힌 계는 물질 교환이 없고 에너지의 교환만 가능한 시스템이다. 계와 외계 사이의 에너지의 전달은 열과 일의 형태로 나타나는데 외계의 에너지 변화는 어떻게 일어날 것인가. 먼저 부호의 약속을 하면, 계가 일을 받거나 열을 받으면 +, 일이나 열이 계 밖으로 나가면 -가 된다. 외계 입장에서는 계로 일과 열이 빠져나가면 계의 에너지 변화는 Q+W, 외계의 에너지는 –(Q+W)가 되는 것이다.

계의 에너지 변화는 내부에너지의 변화, 운동에너지의 변화, 위치에너지의 변화의 합으로 쓸 수 있다. 닫힌 계는 보통 위치에너지나 운동에너지의 변화를 일으키지 않고 내부에너지의 변화만 있는 공정을 거친다.

n몰의 닫힌계에 대해서 d(nU)=ndU=dQ+dW이다.