熱力学の第一法則
熱力学の最初の法則は、「エネルギーは創造も破壊もできないが、変化させることはできる」というものです。この法則は、「エネルギー保存の原則」の基礎となっています。つまり、エネルギーを使うものは、ある種類のエネルギーから別の種類のエネルギーに変えているということです。例えば、運動をすると、食物のエネルギーが運動エネルギーに変わります。エネルギーは作ることができず、消えることもありません。謎に包まれた永久機関を除いては。エネルギーはその形を変えるだけです。人はその変化を利用して、有用な仕事をすることができます。古典力学におけるエネルギーの形態の例としては、熱、光、運動（動き）、位置エネルギーなどがあります。しかし、現代物理学では、エネルギーには質量と運動エネルギーの2種類しかないと考えられていますが、複雑な物理学を知らない人には参考にならないかもしれません。
この法則は、宇宙の総エネルギーが一定であることを意味しています。しかし、エネルギーは宇宙のある部分から別の部分へと移動することができます。
熱力学の第一法則の中で、科学者が最もよく使う表現は
沿革
ジェームズ・プレスコット・ジュールは、熱と仕事が変換可能であることを実験によって初めて発見した人物である。
熱力学の第一法則を最初に明示したのは、1850年にルドルフ・クラウジウスが発表したものです。"エネルギー "と呼ばれる状態関数Eがあり、その微分値は断熱過程で周囲と交換される仕事に等しい"
熱力学と工学
熱力学や工学では、系を周囲に仕事をする熱機関と考え、加熱によって付加されるエネルギーの総量は、内部エネルギーの増加分と系が行った仕事の合計に等しいと述べるのが自然である。したがって、δWは、系が周囲に対して行った仕事によって系が失ったエネルギーの量である。
エンジンが仕事をしている熱力学的サイクルの部分では、δWは正の値をとるが、作動ガスが圧縮されているときなど、δWが負の値をとる部分が必ずある。δWがシステムの行う仕事を表すとき、第一法則は次のように書かれる。
d U = δ Q - δ W {\\\\\\\\U＝δQ-δW\\｝ 
エネルギーが正の数であるか負の数であるかは、人によって意見が異なる。そこで、δQ
は系外への熱の流出、δWは系内への仕事の流入を表している。
d U = - δ Q + δ W {\\\ δ WU=-δQ+δW\\｝ 
このような曖昧さがあるため、第一法則に関する議論では、使用されている符号の規則を明確に定めることが非常に重要です。
dU＝内部エネルギーの変化
Q = 熱
W = ワーク
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質問と回答
Q:熱力学の第一法則とは何ですか?
A: 熱力学の第一法則は、エネルギーは創造も破壊もできず、ある形態から別の形態にのみ変化することができるというものです。
Q: エネルギー保存の原則とは何ですか?
A: エネルギー保存の原則とは、エネルギーを使用するものはすべて、ある種類のエネルギーから別の種類のエネルギーに変化しているということです。
Q: 永久機関は存在し得るのでしょうか?
A:いいえ、永久機関は存在しません。なぜなら、エネルギーは創造も破壊もできないという物理学の基本法則を破ることになるからです。
Q: 古典力学におけるエネルギーの形にはどのようなものがありますか?
A: 古典力学におけるエネルギーの例としては、熱、光、運動エネルギー、位置エネルギーが挙げられます。
Q: 現代物理学では、エネルギーは何種類あるのでしょうか?
A:現代物理学では、エネルギーは質量と運動エネルギーの2種類しかないと考えられていますが、より複雑な物理学に精通していない方には参考にならないかもしれません。
Q: 宇宙の総エネルギーは一定なのでしょうか?
A: はい、宇宙（または任意の閉じた系）の総エネルギーは一定です。しかし、エネルギーは宇宙のある部分から別の部分に移動することができます。
Q: 熱力学の第一法則の中で、科学者が最もよく使う表現は何ですか?
A: 熱力学の第一法則の最も一般的な表現は、エネルギーは創造も破壊もできず、ある形態から別の形態への移動または変換のみが可能であるというものです。
