ऊष्मागतिकी का प्रथम नियम लिखिए और समझाइए।

(N/A) किसी निकाय की आंतरिक ऊर्जा दो प्रकार से बदल सकती है: ऊष्मा और कार्य।
माना $\Delta Q$ = परिवेश द्वारा निकाय को दी गई ऊष्मा।
$\Delta W$ = निकाय द्वारा परिवेश पर किया गया कार्य।
$\Delta U$ = निकाय की आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन।
ऊर्जा संरक्षण के सिद्धांत से,$\Delta Q = \Delta U + \Delta W$ ... $(1)$ को ऊष्मागतिकी का प्रथम नियम कहा जाता है।
समीकरण $(1)$ से यह कहा जा सकता है कि निकाय को दी गई ऊर्जा $(\Delta Q)$ का कुछ भाग निकाय की आंतरिक ऊर्जा $(\Delta U)$ को बढ़ाने में और शेष भाग परिवेश पर कार्य $(\Delta W)$ करने में व्यय होता है।
इस समीकरण का वैकल्पिक रूप $\Delta Q - \Delta W = \Delta U$ ... $(2)$ है।
एक निकाय प्रारंभिक अवस्था से अंतिम अवस्था में कई तरीकों से जा सकता है। उदाहरण के लिए,गैस की अवस्था को $(P_{1}, V_{1})$ से $(P_{2}, V_{2})$ में बदलने के लिए,पहले स्थिर दाब पर आयतन को $V_{1}$ से $V_{2}$ तक बदलें,फिर स्थिर आयतन पर दाब को $P_{1}$ से $P_{2}$ तक बदलें।
जब निकाय को एक अवस्था से दूसरी अवस्था में ले जाया जाता है,तो $\Delta Q$ और $\Delta W$ अलग-अलग पथों के लिए अलग-अलग होते हैं,जिसका अर्थ है कि $\Delta Q$ और $\Delta W$ पथ पर निर्भर करते हैं। लेकिन अंतर $(\Delta Q - \Delta W)$ हर पथ के लिए समान रहता है। अतः,$(\Delta Q - \Delta W)$ पथ से स्वतंत्र है और केवल निकाय की प्रारंभिक और अंतिम अवस्था पर निर्भर करता है।
इसलिए,ऊष्मागतिकी का प्रथम नियम $\Delta Q - \Delta W = \Delta U$ है।
यह नियम प्रकृति में होने वाले सभी परिवर्तनों में लागू होता है। इन तीनों पदों की इकाइयाँ समान होनी चाहिए।
चिह्न परिपाटी: यदि निकाय ऊष्मा अवशोषित करता है,तो $\Delta Q$ धनात्मक माना जाता है; यदि ऊष्मा मुक्त होती है,तो $\Delta Q$ ऋणात्मक माना जाता है। जब गैस का प्रसार होता है,तो निकाय द्वारा किया गया कार्य $\Delta W$ धनात्मक लिया जाता है; जब निकाय का संपीड़न होता है,तो निकाय पर किया गया कार्य $\Delta W$ ऋणात्मक लिया जाता है।
यदि $(\Delta Q - \Delta W) > 0$ है,तो निकाय की आंतरिक ऊर्जा बढ़ती है और यदि $(\Delta Q - \Delta W) < 0$ है,तो निकाय की आंतरिक ऊर्जा घटती है।