भौतिकी में ऊष्मा ज्ञात करने का सूत्र। किसी पिंड को गर्म करने के लिए आवश्यक या ठंडा होने के दौरान उसके द्वारा छोड़ी गई ऊष्मा की मात्रा की गणना

थर्मोडायनामिक प्रणाली की आंतरिक ऊर्जा को दो तरीकों से बदला जा सकता है:

खत्म करना सिस्टम कार्य,
थर्मल इंटरैक्शन का उपयोग करना।

किसी पिंड में ऊष्मा का स्थानांतरण शरीर पर स्थूल कार्य के निष्पादन से जुड़ा नहीं है। में इस मामले मेंपरिवर्तन आंतरिक ऊर्जायह इस तथ्य के कारण होता है कि उच्च तापमान वाले शरीर के व्यक्तिगत अणु कम तापमान वाले शरीर के कुछ अणुओं पर काम करते हैं। इस मामले में, थर्मल चालकता के कारण थर्मल इंटरैक्शन का एहसास होता है। विकिरण का उपयोग करके ऊर्जा हस्तांतरण भी संभव है। सूक्ष्म प्रक्रियाओं की प्रणाली (पूरे शरीर से नहीं, बल्कि व्यक्तिगत अणुओं से संबंधित) को ऊष्मा स्थानांतरण कहा जाता है। ऊष्मा स्थानांतरण के परिणामस्वरूप एक पिंड से दूसरे पिंड में स्थानांतरित होने वाली ऊर्जा की मात्रा एक पिंड से दूसरे पिंड में स्थानांतरित होने वाली ऊष्मा की मात्रा से निर्धारित होती है।

परिभाषा

गर्मीवह ऊर्जा है जो किसी पिंड द्वारा आसपास के पिंडों (पर्यावरण) के साथ ऊष्मा विनिमय की प्रक्रिया में प्राप्त की जाती है (या छोड़ दी जाती है)।

ऊष्मा का प्रतीक आमतौर पर अक्षर Q होता है।

यह ऊष्मागतिकी में बुनियादी मात्राओं में से एक है। ऊष्मागतिकी के पहले और दूसरे नियम की गणितीय अभिव्यक्तियों में ऊष्मा शामिल है। ऊष्मा को आणविक गति के रूप में ऊर्जा कहा जाता है।

ऊष्मा को सिस्टम (शरीर) में स्थानांतरित किया जा सकता है, या उससे लिया जा सकता है। ऐसा माना जाता है कि यदि ऊष्मा को सिस्टम में स्थानांतरित किया जाता है, तो यह सकारात्मक है।

तापमान में परिवर्तन होने पर ऊष्मा की गणना करने का सूत्र प्राथमिकऊष्मा की मात्रा

आइए इसे इस रूप में निरूपित करें। आइए ध्यान दें कि ऊष्मा का वह तत्व जो सिस्टम अपनी अवस्था में थोड़े से बदलाव के साथ प्राप्त करता है (देता है) पूर्ण अंतर नहीं है। इसका कारण यह है कि ऊष्मा प्रणाली की स्थिति को बदलने की प्रक्रिया का एक कार्य है।

सिस्टम को प्रदान की जाने वाली ऊष्मा की प्रारंभिक मात्रा और तापमान T से T+dT तक बदलता है, इसके बराबर है:

जहाँ C शरीर की ऊष्मा क्षमता है। यदि विचाराधीन पिंड सजातीय है, तो ऊष्मा की मात्रा के लिए सूत्र (1) को इस प्रकार दर्शाया जा सकता है: शरीर की विशिष्ट ताप क्षमता कहाँ है, मी -शरीर का वजन , - दाढ़ ताप क्षमता, -दाढ़ जन

यदि शरीर सजातीय है, और ताप क्षमता को तापमान से स्वतंत्र माना जाता है, तो शरीर का तापमान बढ़ने पर शरीर को प्राप्त होने वाली ऊष्मा की मात्रा () की गणना इस प्रकार की जा सकती है:

जहां टी 2, टी 1 गर्म करने से पहले और बाद में शरीर का तापमान। कृपया ध्यान दें कि गणना में अंतर () ज्ञात करते समय, तापमान को डिग्री सेल्सियस और केल्विन दोनों में प्रतिस्थापित किया जा सकता है।

चरण संक्रमण के दौरान ऊष्मा की मात्रा का सूत्र

किसी पदार्थ के एक चरण से दूसरे चरण में संक्रमण एक निश्चित मात्रा में ऊष्मा के अवशोषण या विमोचन के साथ होता है, जिसे चरण संक्रमण की ऊष्मा कहा जाता है।

इस प्रकार, किसी पदार्थ के एक तत्व को ठोस अवस्था से तरल अवस्था में स्थानांतरित करने के लिए, उसे ऊष्मा की मात्रा () बराबर दी जानी चाहिए:

कहाँ - विशिष्ट ऊष्मापिघलना, डीएम - शरीर द्रव्यमान का तत्व। यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि शरीर का तापमान संबंधित पदार्थ के पिघलने बिंदु के बराबर होना चाहिए। क्रिस्टलीकरण के दौरान (4) के बराबर ऊष्मा निकलती है।

तरल को वाष्प में बदलने के लिए आवश्यक ऊष्मा (वाष्पीकरण की ऊष्मा) की मात्रा इस प्रकार पाई जा सकती है:

जहाँ r वाष्पीकरण की विशिष्ट ऊष्मा है। जब भाप संघनित होती है तो ऊष्मा निकलती है। वाष्पीकरण की ऊष्मा पदार्थ के समान द्रव्यमान के संघनन की ऊष्मा के बराबर होती है।

ऊष्मा की मात्रा मापने की इकाइयाँ

एसआई प्रणाली में गर्मी की मात्रा के माप की मूल इकाई है: [क्यू]=जे

ऊष्मा की एक अतिरिक्त-प्रणाली इकाई, जो अक्सर तकनीकी गणनाओं में पाई जाती है। [Q]=कैलोरी (कैलोरी)। 1 कैलोरी=4.1868 जे.

समस्या समाधान के उदाहरण

उदाहरण

व्यायाम। t = 40C के तापमान पर 200 लीटर पानी प्राप्त करने के लिए कितनी मात्रा में पानी मिलाया जाना चाहिए, यदि पानी के एक द्रव्यमान का तापमान t 1 = 10 C है, तो पानी के दूसरे द्रव्यमान का तापमान t 2 = 60 C है ?

समाधान।आइए ऊष्मा संतुलन समीकरण को इस रूप में लिखें:

जहाँ Q=cmt पानी मिलाने के बाद तैयार ऊष्मा की मात्रा है; क्यू 1 = सेमी 1 टी 1 - तापमान टी 1 और द्रव्यमान एम 1 के साथ पानी के एक हिस्से की गर्मी की मात्रा; क्यू 2 = सेमी 2 टी 2 - तापमान टी 2 और द्रव्यमान एम 2 के साथ पानी के एक हिस्से की गर्मी की मात्रा।

समीकरण (1.1) से यह इस प्रकार है:

पानी के ठंडे (V 1) और गर्म (V 2) भागों को एक ही आयतन (V) में मिलाते समय, हम मान सकते हैं कि:

तो, हमें समीकरणों की एक प्रणाली मिलती है:

इसे हल करने पर हमें प्राप्त होता है:

चूल्हे पर क्या तेजी से गर्म होगा - केतली या पानी की बाल्टी? उत्तर स्पष्ट है - एक चायदानी। फिर दूसरा सवाल यह है कि क्यों?

उत्तर भी कम स्पष्ट नहीं है - क्योंकि केतली में पानी का द्रव्यमान कम है। महान। और अब आप घर पर स्वयं एक वास्तविक शारीरिक अनुभव कर सकते हैं। ऐसा करने के लिए आपको दो समान छोटे सॉस पैन की आवश्यकता होगी, बराबर मात्रापानी और वनस्पति तेल, उदाहरण के लिए, आधा लीटर और एक स्टोव। तेल और पानी वाले सॉसपैन को समान आंच पर रखें। अब बस यह देखिये कि क्या तेजी से गर्म होगा। यदि आपके पास तरल पदार्थों के लिए थर्मामीटर है, तो आप इसका उपयोग कर सकते हैं; यदि नहीं, तो आप समय-समय पर अपनी उंगली से तापमान का परीक्षण कर सकते हैं, बस सावधान रहें कि जल न जाए। किसी भी स्थिति में, आप जल्द ही देखेंगे कि तेल पानी की तुलना में बहुत तेजी से गर्म होता है। और एक प्रश्न, जिसे अनुभव के रूप में भी लागू किया जा सकता है। कौन तेजी से उबलेगा - गर्म पानी या ठंडा? सब कुछ फिर से स्पष्ट है - गर्म व्यक्ति फिनिश लाइन पर पहले स्थान पर होगा। ये सारे अजीब सवाल और प्रयोग क्यों? भौतिक मात्रा को निर्धारित करने के लिए "ऊष्मा की मात्रा" कहा जाता है।

ऊष्मा की मात्रा

ऊष्मा की मात्रा वह ऊर्जा है जो कोई पिंड ऊष्मा स्थानांतरण के दौरान खोता है या प्राप्त करता है। यह नाम से ही स्पष्ट है. ठंडा होने पर, शरीर एक निश्चित मात्रा में गर्मी खो देगा, और गर्म होने पर, यह अवशोषित हो जाएगा। और हमारे सवालों का जवाब हमें दिखा दिया ऊष्मा की मात्रा किस पर निर्भर करती है?सबसे पहले, किसी पिंड का द्रव्यमान जितना अधिक होगा, उसके तापमान को एक डिग्री तक बदलने के लिए उतनी ही अधिक ऊष्मा खर्च करनी होगी। दूसरे, किसी पिंड को गर्म करने के लिए आवश्यक ऊष्मा की मात्रा उस पदार्थ पर निर्भर करती है जिससे वह बना है, अर्थात पदार्थ के प्रकार पर। और तीसरा, गर्मी हस्तांतरण से पहले और बाद में शरीर के तापमान में अंतर भी हमारी गणना के लिए महत्वपूर्ण है। उपरोक्त के आधार पर, हम कर सकते हैं सूत्र का उपयोग करके ऊष्मा की मात्रा निर्धारित करें:

Q=cm(t_2-t_1) ,

जहाँ Q ऊष्मा की मात्रा है,
मी - शरीर का वजन,
(t_2-t_1) - प्रारंभिक और अंतिम शरीर के तापमान के बीच का अंतर,
सी पदार्थ की विशिष्ट ताप क्षमता है, जो संबंधित तालिकाओं से पाई जाती है।

इस सूत्र का उपयोग करके, आप उस गर्मी की मात्रा की गणना कर सकते हैं जो किसी भी पिंड को गर्म करने के लिए आवश्यक है या ठंडा होने पर यह पिंड छोड़ेगा।

किसी भी प्रकार की ऊर्जा की तरह, ऊष्मा की मात्रा जूल (1 J) में मापी जाती है। हालाँकि, यह मान बहुत समय पहले पेश नहीं किया गया था, और लोगों ने गर्मी की मात्रा को बहुत पहले ही मापना शुरू कर दिया था। और उन्होंने एक इकाई का उपयोग किया जो हमारे समय में व्यापक रूप से उपयोग की जाती है - कैलोरी (1 कैलोरी)। 1 कैलोरी 1 ग्राम पानी को 1 डिग्री सेल्सियस तक गर्म करने के लिए आवश्यक ऊष्मा की मात्रा है। इन आंकड़ों से निर्देशित होकर, जो लोग अपने द्वारा खाए जाने वाले भोजन में कैलोरी की गिनती करना पसंद करते हैं, वे मनोरंजन के लिए यह गणना कर सकते हैं कि दिन के दौरान वे भोजन के साथ जितनी ऊर्जा का उपभोग करते हैं, उससे कितने लीटर पानी उबाला जा सकता है।

जैसा कि हम पहले से ही जानते हैं, किसी पिंड की आंतरिक ऊर्जा काम करते समय और गर्मी हस्तांतरण (बिना काम किए) दोनों के माध्यम से बदल सकती है।

कार्य और ऊष्मा की मात्रा के बीच मुख्य अंतर यह है कि कार्य प्रणाली की आंतरिक ऊर्जा को परिवर्तित करने की प्रक्रिया को निर्धारित करता है, जो ऊर्जा के एक प्रकार से दूसरे प्रकार में परिवर्तन के साथ होता है। इस घटना में कि आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन की सहायता से होता हैगर्मी का हस्तांतरण एक पिंड से दूसरे पिंड में ऊर्जा का स्थानांतरण किसके कारण होता है?ऊष्मीय चालकता , विकिरण, या.

कंवेक्शन वह ऊर्जा जो कोई पिंड ऊष्मा स्थानांतरण के दौरान खोता या प्राप्त करता है, कहलाती है

ऊष्मा की मात्रा.

ऊष्मा की मात्रा की गणना करते समय, आपको यह जानना होगा कि कौन सी मात्राएँ इसे प्रभावित करती हैं।

हम दो समान बर्नर का उपयोग करके दो बर्तनों को गर्म करेंगे। एक बर्तन में 1 किलो पानी है, दूसरे में 2 किलो है। दोनों बर्तनों में पानी का तापमान प्रारंभ में समान है। हम देख सकते हैं कि एक ही समय में, एक बर्तन में पानी तेजी से गर्म होता है, हालाँकि दोनों बर्तनों को समान मात्रा में गर्मी प्राप्त होती है।

इस प्रकार, हम निष्कर्ष निकालते हैं: किसी दिए गए पिंड का द्रव्यमान जितना अधिक होगा, उसके तापमान को समान डिग्री तक कम करने या बढ़ाने के लिए उतनी ही अधिक गर्मी खर्च करनी होगी।

जब कोई वस्तु ठंडी हो जाती है, तो वह पड़ोसी वस्तुओं को अधिक मात्रा में ऊष्मा छोड़ती है, उसका द्रव्यमान उतना ही अधिक होता है।

हम सभी जानते हैं कि यदि हमें पानी की एक पूरी केतली को 50°C के तापमान तक गर्म करने की आवश्यकता है, तो हम इस क्रिया पर समान मात्रा में पानी के साथ केतली को गर्म करने की तुलना में कम समय खर्च करेंगे, लेकिन केवल 100°C तक। केस नंबर एक में, केस दो की तुलना में पानी को कम गर्मी दी जाएगी। इस प्रकार, हीटिंग के लिए आवश्यक ऊष्मा की मात्रा सीधे तौर पर इस पर निर्भर करती हैकितने डिग्री शरीर गर्म हो सकता है. हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं:

ऊष्मा की मात्रा सीधे तौर पर शरीर के तापमान में अंतर पर निर्भर करती है।

लेकिन क्या पानी को नहीं, बल्कि किसी अन्य पदार्थ, जैसे तेल, सीसा या लोहे को गर्म करने के लिए आवश्यक ऊष्मा की मात्रा निर्धारित करना संभव है?

एक बर्तन में पानी भरें और दूसरे में वनस्पति तेल भरें। पानी और तेल का द्रव्यमान बराबर है। हम दोनों बर्तनों को समान बर्नर पर समान रूप से गर्म करेंगे। आइए वनस्पति तेल और पानी के समान प्रारंभिक तापमान पर प्रयोग शुरू करें। पांच मिनट बाद, गर्म तेल और पानी के तापमान को मापने पर, हम देखेंगे कि तेल का तापमान पानी के तापमान से बहुत अधिक है, हालांकि दोनों तरल पदार्थों को समान मात्रा में गर्मी प्राप्त हुई। तेल और पानी के समान द्रव्यमान को एक ही तापमान पर गर्म करने पर अलग-अलग मात्रा में ऊष्मा की आवश्यकता होती है।

और हम तुरंत एक और निष्कर्ष निकालते हैं: किसी शरीर को गर्म करने के लिए आवश्यक ऊष्मा की मात्रा सीधे उस पदार्थ पर निर्भर करती है जिससे शरीर स्वयं बना है (पदार्थ का प्रकार)।

इस प्रकार, किसी पिंड को गर्म करने के लिए आवश्यक ऊष्मा की मात्रा (या ठंडा होने पर निकलने वाली) सीधे पिंड के द्रव्यमान, उसके तापमान की परिवर्तनशीलता और पदार्थ के प्रकार पर निर्भर करती है।

ऊष्मा की मात्रा को प्रतीक Q द्वारा दर्शाया जाता है। दूसरों की तरह विभिन्न प्रकारऊर्जा, ऊष्मा की मात्रा जूल (J) या किलोजूल (kJ) में मापी जाती है।

1 केजे = 1000 जे

हालाँकि, इतिहास से पता चलता है कि वैज्ञानिकों ने भौतिकी में ऊर्जा की अवधारणा प्रकट होने से बहुत पहले ही गर्मी की मात्रा को मापना शुरू कर दिया था। उस समय, गर्मी की मात्रा को मापने के लिए एक विशेष इकाई विकसित की गई थी - कैलोरी (कैलोरी) या किलोकैलोरी (किलो कैलोरी)। इस शब्द की लैटिन जड़ें हैं, कैलोर - गर्मी।

1 किलो कैलोरी = 1000 कैलोरी

कैलोरी- यह 1 ग्राम पानी को 1°C गर्म करने के लिए आवश्यक ऊष्मा की मात्रा है

1 कैलोरी = 4.19 जे ≈ 4.2 जे

1 किलो कैलोरी = 4190 जे ≈ 4200 जे ≈ 4.2 केजे

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उत्तर भी कम स्पष्ट नहीं है - क्योंकि केतली में पानी का द्रव्यमान कम है। महान। और अब आप घर पर स्वयं एक वास्तविक शारीरिक अनुभव कर सकते हैं। ऐसा करने के लिए, आपको दो समान छोटे सॉस पैन, समान मात्रा में पानी और वनस्पति तेल, उदाहरण के लिए, आधा लीटर प्रत्येक और एक स्टोव की आवश्यकता होगी। तेल और पानी वाले सॉसपैन को समान आंच पर रखें। अब बस यह देखिये कि क्या तेजी से गर्म होगा। यदि आपके पास तरल पदार्थों के लिए थर्मामीटर है, तो आप इसका उपयोग कर सकते हैं; यदि नहीं, तो आप समय-समय पर अपनी उंगली से तापमान का परीक्षण कर सकते हैं, बस सावधान रहें कि जल न जाए। किसी भी स्थिति में, आप जल्द ही देखेंगे कि तेल पानी की तुलना में बहुत तेजी से गर्म होता है। और एक प्रश्न, जिसे अनुभव के रूप में भी लागू किया जा सकता है। कौन तेजी से उबलेगा - गर्म पानी या ठंडा? सब कुछ फिर से स्पष्ट है - गर्म व्यक्ति फिनिश लाइन पर पहले स्थान पर होगा। ये सारे अजीब सवाल और प्रयोग क्यों? भौतिक मात्रा को निर्धारित करने के लिए "ऊष्मा की मात्रा" कहा जाता है।

ऊष्मा की मात्रा

बिना कार्य किये ऊर्जा को एक पिंड से दूसरे पिंड में स्थानांतरित करने की प्रक्रिया कहलाती है ताप विनिमयया गर्मी का हस्तांतरण. विभिन्न तापमान वाले पिंडों के बीच ऊष्मा का आदान-प्रदान होता है। जब विभिन्न तापमान वाले पिंडों के बीच संपर्क स्थापित होता है, तो आंतरिक ऊर्जा का कुछ हिस्सा उच्च तापमान वाले पिंड से कम तापमान वाले पिंड में स्थानांतरित हो जाता है। ऊष्मा विनिमय के परिणामस्वरूप किसी पिंड में स्थानांतरित होने वाली ऊर्जा को कहा जाता है ऊष्मा की मात्रा.

किसी पदार्थ की विशिष्ट ऊष्मा क्षमता:

यदि ऊष्मा स्थानांतरण प्रक्रिया कार्य के साथ नहीं होती है, तो, ऊष्मागतिकी के पहले नियम के आधार पर, ऊष्मा की मात्रा शरीर की आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन के बराबर होती है:।

अणुओं की यादृच्छिक स्थानान्तरणीय गति की औसत ऊर्जा निरपेक्ष तापमान के समानुपाती होती है। किसी पिंड की आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन सभी परमाणुओं या अणुओं की ऊर्जा में परिवर्तन के बीजगणितीय योग के बराबर होता है, जिसकी संख्या शरीर के द्रव्यमान के समानुपाती होती है, इसलिए आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन होता है और इसलिए, ऊष्मा की मात्रा द्रव्यमान और तापमान में परिवर्तन के समानुपाती होती है:

इस समीकरण में आनुपातिकता कारक कहा जाता है किसी पदार्थ की विशिष्ट ऊष्मा क्षमता. विशिष्ट ऊष्मा क्षमता दर्शाती है कि 1 किलोग्राम पदार्थ को 1 K तक गर्म करने के लिए कितनी ऊष्मा की आवश्यकता होती है।

ऊष्मप्रवैगिकी में कार्य:

यांत्रिकी में, कार्य को बल और विस्थापन के मापांक और उनके बीच के कोण की कोज्या के उत्पाद के रूप में परिभाषित किया गया है। कार्य तब होता है जब कोई बल किसी गतिमान पिंड पर कार्य करता है और उसकी गतिज ऊर्जा में परिवर्तन के बराबर होता है।

थर्मोडायनामिक्स में, संपूर्ण शरीर की गति पर विचार नहीं किया जाता है; हम एक दूसरे के सापेक्ष स्थूल शरीर के हिस्सों की गति के बारे में बात कर रहे हैं। परिणामस्वरूप, पिंड का आयतन तो बदल जाता है, लेकिन उसकी गति शून्य के बराबर रहती है। थर्मोडायनामिक्स में कार्य को यांत्रिकी की तरह ही परिभाषित किया गया है, लेकिन यह शरीर की गतिज ऊर्जा में नहीं, बल्कि इसकी आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन के बराबर है।

जब कार्य किया जाता है (संपीड़न या विस्तार), तो गैस की आंतरिक ऊर्जा बदल जाती है। इसका कारण यह है: गतिमान पिस्टन के साथ गैस अणुओं की लोचदार टक्कर के दौरान, उनकी गतिज ऊर्जा बदल जाती है।

आइए विस्तार के दौरान गैस द्वारा किए गए कार्य की गणना करें। गैस पिस्टन पर बल लगाती है
, कहाँ - गैस का दबाव, और - सतह क्षेत्रफल पिस्टन जब गैस फैलती है तो पिस्टन बल की दिशा में गति करता है कम दूरी
. यदि दूरी छोटी है, तो गैस का दबाव स्थिर माना जा सकता है। गैस द्वारा किया गया कार्य है:

कहाँ
- गैस की मात्रा में परिवर्तन.

गैस विस्तार की प्रक्रिया में, यह सकारात्मक कार्य करता है, क्योंकि बल और विस्थापन की दिशा मेल खाती है। विस्तार प्रक्रिया के दौरान, गैस आसपास के पिंडों को ऊर्जा छोड़ती है।

किसी गैस पर बाह्य पिंडों द्वारा किया गया कार्य गैस द्वारा किए गए कार्य से केवल संकेत में भिन्न होता है
, ताकत के बाद से , गैस पर कार्य करना, बल के विपरीत है , जिसके साथ गैस पिस्टन पर कार्य करती है, और मापांक में इसके बराबर होती है (न्यूटन का तीसरा नियम); और आंदोलन वही रहता है. इसलिए, बाहरी ताकतों का कार्य बराबर है:

ऊष्मागतिकी का पहला नियम:

ऊष्मागतिकी का पहला नियम ऊर्जा के संरक्षण का नियम है, जो तापीय घटनाओं तक विस्तारित है। ऊर्जा संरक्षण का नियम: प्रकृति में ऊर्जा न तो शून्य से उत्पन्न होती है और न ही लुप्त होती है: ऊर्जा की मात्रा अपरिवर्तित रहती है, यह केवल एक रूप से दूसरे रूप में गुजरती है।

थर्मोडायनामिक्स उन पिंडों पर विचार करता है जिनका गुरुत्वाकर्षण केंद्र वस्तुतः अपरिवर्तित रहता है। ऐसे पिंडों की यांत्रिक ऊर्जा स्थिर रहती है, और केवल आंतरिक ऊर्जा ही बदल सकती है।

आंतरिक ऊर्जा दो तरह से बदल सकती है: ऊष्मा स्थानांतरण और कार्य। सामान्य स्थिति में, आंतरिक ऊर्जा गर्मी हस्तांतरण और किए गए कार्य दोनों के कारण बदलती है। थर्मोडायनामिक्स का पहला नियम ऐसे सामान्य मामलों के लिए सटीक रूप से तैयार किया गया है:

एक राज्य से दूसरे राज्य में संक्रमण के दौरान किसी प्रणाली की आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन बाहरी बलों के कार्य और सिस्टम में स्थानांतरित गर्मी की मात्रा के योग के बराबर होता है:

यदि सिस्टम पृथक है, तो उस पर कोई कार्य नहीं किया जाता है और यह आसपास के पिंडों के साथ ऊष्मा का आदान-प्रदान नहीं करता है। ऊष्मागतिकी के प्रथम नियम के अनुसार किसी पृथक प्रणाली की आंतरिक ऊर्जा अपरिवर्तित रहती है.

ध्यान में रख कर
, ऊष्मागतिकी का पहला नियम इस प्रकार लिखा जा सकता है:

सिस्टम में स्थानांतरित ऊष्मा की मात्रा इसकी आंतरिक ऊर्जा को बदलने और सिस्टम द्वारा बाहरी निकायों पर कार्य करने के लिए उपयोग की जाती है.

ऊष्मागतिकी का दूसरा नियम: दोनों प्रणालियों या आसपास के निकायों में एक साथ होने वाले अन्य परिवर्तनों के अभाव में गर्मी को ठंडे सिस्टम से गर्म सिस्टम में स्थानांतरित करना असंभव है।