A termodinamika első főtétele az energiamegmaradás elve: egy rendszer belső energiájának változása a közölt hő és az általa végzett munka különbsége.
Mit mond ki?
A termodinamika első főtétele az energiamegmaradás törvényének a hőre is kiterjesztett megfogalmazása. Eszerint egy rendszer belső energiájának megváltozása egyenlő a vele közölt hő és az általa végzett munka különbségével. Másként: az energia nem keletkezik a semmiből és nem semmisül meg, csak egyik formából a másikba alakul át.
A hő és a munka tehát az energiaátadás két módja. Ha egy gázt melegítünk, a betáplált hő egy része a belső energiáját növeli, másik része munkává alakul, miközben a gáz tágul.
Miért fontos?
Az első főtétel egyik leglátványosabb következménye, hogy kizárja az elsőfajú örökmozgó létezését — vagyis lehetetlen olyan gépet építeni, amely a semmiből, energia befektetése nélkül végezne folyamatosan munkát. Ez évszázadokon át sok feltalálót csábított hiábavaló kísérletekre.
A törvény így nem korlátozás csupán, hanem biztos iránytű: bármilyen gépet vagy folyamatot tervezünk, az energiamérlegnek mindig ki kell jönnie.
A hétköznapokban
Az első főtétel mindenütt jelen van: a belső égésű motorban a tüzelőanyag kémiai energiája hővé, majd mozgási energiává alakul; a fűtésben a betáplált energia melegíti a levegőt; még a szervezetünk is e törvény szerint gazdálkodik a táplálékból nyert energiával.
Bárhová nézünk, az energia csak átrendeződik — a teljes mennyisége egy zárt rendszerben állandó marad.
Gyakran ismételt kérdések
Mit jelent az energiamegmaradás?
Azt, hogy zárt rendszerben az energia összmennyisége állandó: nem keletkezik és nem tűnik el, csak egyik formából a másikba alakul át.
Lehetséges örökmozgó?
Az elsőfajú örökmozgó, amely a semmiből termelne energiát, nem lehetséges — épp ezt zárja ki a termodinamika első főtétele.
Gyakorló kérdések a témához
Valódi kérdések a Műveltség+ kérdésbankjából — fedd fel a megoldást, és olvasd el a magyarázatot.
Mi az abszolút nulla fok Celsius-ban?
- A.-273.15 °C
- B.-100 °C
- C.-459.67 °C
- D.0 °C
Mutasd a megoldást és a magyarázatot
Helyes válasz: A. -273.15 °C
Az abszolút nulla -273.15 °C (0 Kelvin), a termodinamikailag lehetséges legalacsonyabb hőmérséklet.
Hány szabadságfok jellemzi a víz molekuláját?
- A.3
- B.9
- C.6
- D.12
Mutasd a megoldást és a magyarázatot
Helyes válasz: B. 9
A vízmolekula (H₂O) háromatomos nemlineáris molekula, amelyet 3 transzlációs, 3 rotációs és 3 vibrációs szabadságfok jellemez, összesen 9. Ez meghatározza a víz hőkapacitását és termodinamikai tulajdonságait.
Források és továbbolvasás
Kapcsolódó fogalmak
További magyarázatok ugyanebből vagy közeli témakörből.