Первый закон термодинамики

Первый закон термодинамики: Q = ΔU + A — количество теплоты, переданное системе, равно сумме изменения её внутренней энергии и работы, которую система совершила над внешними телами. В другой записи ΔU = Q + A_{_внеш}, где A_{_внеш} — работа внешних сил над системой.

Первый закон термодинамики Q = ΔU + A: знаки величин

Знаки количества теплоты, работы газа и изменения внутренней энергии в первом законе термодинамики
Величина	Больше нуля, когда	Меньше нуля, когда	Равна нулю, когда
Q — количество теплоты	газ получает теплоту (нагреватель)	газ отдаёт теплоту (холодильник)	теплообмена нет: адиабатный процесс
ΔU — изменение внутренней энергии	газ нагревается	газ охлаждается	температура не меняется: изотермический процесс
A — работа газа	газ расширяется	газ сжимают	объём не меняется: изохорный процесс
A_{_внеш} = −A — работа внешних сил	газ сжимают	газ расширяется	объём не меняется

Для идеального газа ΔU зависит только от изменения температуры: ΔU = 3/2 · νRΔT для одноатомного газа.

Сможешь без таблицы? 3 вопроса

Первый закон термодинамики: от простых к трудным. Знаки и расчёт по Q = ΔU + A.

Первый закон термодинамики Q = ΔU + A: знаки величин — neuromisha.ruСохранить картинку

Как применять первый закон термодинамики?

Первый закон термодинамики — закон сохранения энергии для тепловых процессов: теплота Q, переданная газу, идёт на изменение его внутренней энергии ΔU и на работу газа A: Q = ΔU + A. Главное в задачах — знаки. Первая таблица показывает, когда Q, A и ΔU положительны и когда отрицательны. Ниже — закон для каждого процесса и примеры.

Скачать PDFА4, 1 лист, 222 КБ: таблица для печати и QR-код на эту страницуПолучить в TelegramПришлю эту таблицу в PDF — и, если захочешь, напомню повторить через 3 дня

Обновлено 18 октября 2026 · Физика · учебник физики 10 класса; кодификатор ЕГЭ по физике

Первый закон термодинамики для разных процессов

Запись первого закона термодинамики для изотермического, изохорного, изобарного, адиабатного процессов и цикла
Процесс	Что равно нулю	Первый закон	Смысл
Изотермический (T = const)	ΔU = 0	Q = A	вся теплота идёт на работу
Изохорный (V = const)	A = 0	Q = ΔU	вся теплота идёт на нагрев
Изобарный (p = const)	—	Q = ΔU + pΔV	у одноатомного газа 3/5 теплоты — на нагрев, 2/5 — на работу
Адиабатный (Q = 0)	Q = 0	A = −ΔU	работа за счёт внутренней энергии: при расширении газ остывает
Замкнутый цикл	ΔU = 0 за цикл	A = Q_{_1} − Q_{_2}	работа за цикл — разность полученной и отданной теплоты

Формулы к первому закону термодинамики

Первый закон термодинамики и формулы теплоты, работы и внутренней энергии
Что	Формула	Пояснение
Первый закон (работа газа)	Q = ΔU + A
Первый закон (работа внешних сил)	ΔU = Q + A_{_внеш}
Работа газа при постоянном давлении	A = pΔV = νRΔT
Изменение внутренней энергии одноатомного газа	ΔU = 3/2νRΔT
Теплота при нагревании тела	Q = cmΔt	для твёрдых тел и жидкостей
КПД цикла	η = A/(Q_{_1}) = (Q_{_1} − Q_{_2})/(Q_{_1})

Закрепи в тренажёре

Где это на ЕГЭ: задание 8 по физике. Термодинамика: расчёт величины — задания с проверкой, без регистрации.

Решать задание 8 на neuromisha.ru

Где это на ЕГЭ: задание 8 по физике — тренажёр на neuromisha.ru

Наведи камеру телефона

Примеры задач на первый закон термодинамики

Пример 1. Газ под поршнем получил 5 кДж теплоты и расширился при давлении 100 кПа на 0,02 м³. Работа газа A = 10^{^5} · 0,02 = 2 кДж, изменение внутренней энергии ΔU = 5 − 2 = 3 кДж — газ нагрелся.

Пример 2. Воздух в насосе быстро сжали, совершив работу 40 Дж. Теплообмен не успел произойти, Q = 0: внутренняя энергия выросла на 40 Дж, и насос нагревается. Так же работает воспламенение от сжатия в дизельном двигателе.

Почему нельзя построить вечный двигатель

Вечный двигатель первого рода — машина, которая совершает работу без затрат энергии. По первому закону работа за цикл A = Q_{_1} − Q_{_2}: без подвода теплоты или другой энергии работы нет. Поэтому первый закон термодинамики иногда формулируют как невозможность такого двигателя.

В каком классе проходят первый закон термодинамики?

В 10 классе, в разделе «Основы термодинамики», после внутренней энергии и работы газа. На ЕГЭ он нужен в заданиях 8, 9 и 10 и в задачах 23 и 24 второй части.

Задача ЕГЭ по этой таблице

Задание 9 ЕГЭ по физике. Нагрев под поршнем — изобарный процесс: газ и получает теплоту, и совершает работу, и нагревается, все три величины положительны.

Задание 9 ЕГЭ

Один моль идеального одноатомного газа медленно нагревают под свободно движущимся поршнем при постоянной внешней нагрузке. Объём газа увеличивается от V до 2V, давление газа равно p. Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения. 1) Давление газа в ходе процесса постоянно. 2) Абсолютная температура газа увеличивается в 2 раза. 3) Изменение внутренней энергии газа равно pV. 4) Работа газа равна pV. 5) Переданное газу количество теплоты равно pV/2. В ответ запишите цифры всех верных утверждений без пробелов, запятых и других дополнительных символов; порядок цифр не имеет значения.

Показать ответ

Задание дня ЕГЭ — каждый день одно новое: решить сегодняшнее · напоминание в Telegram раз в день

Как это спрашивают на ЕГЭ и ОГЭ?

Расчёт по первому закону термодинамики — задание 8 ЕГЭ. Как меняются теплота, работа и внутренняя энергия в процессе — задания 9 и 10, циклы и КПД — задача 24.

Теория по теме:

Потренироваться на заданиях

Таблица помогает найти ответ, тренажёр — научиться находить его самому. В кабинете НейроМиши задания ЕГЭ с проверкой и разбором ошибки. Начать можно без регистрации.

Задачи по теме — с проверкой Разбор заданий ЕГЭ по физике

Вопросы и ответы

Как формулируется первый закон термодинамики?

Изменение внутренней энергии системы при переходе из одного состояния в другое равно сумме работы внешних сил и количества теплоты, переданного системе: ΔU = A_{_внеш} + Q. Если считать работу самого газа, Q = ΔU + A.

Чем первый закон термодинамики отличается от второго?

Первый закон говорит, что энергия сохраняется. Второй — в каком направлении процессы идут сами: теплота сама переходит от горячего тела к холодному, и никакая тепловая машина не превращает всю теплоту в работу.

Почему при изотермическом процессе газ получает теплоту, но не нагревается?

Вся полученная теплота сразу тратится на работу расширения, поэтому внутренняя энергия, а с ней и температура, не меняются: Q = A, ΔU = 0.

Источники

Физика. 10 класс: учебник Г. Я. Мякишева, Б. Б. Буховцева, Н. Н. Сотского (М.: Просвещение) — первый закон термодинамики, применение к различным процессам
ФИПИ: кодификатор и спецификация ЕГЭ по физике — термодинамика; задания 8–10 и 24

Другие справочные таблицы

Все таблицы по физике · все таблицы раздела