Первый закон (начало) термодинамики – это закон сохранения энергии:

энергия не создаётся из ничего и не может превратиться в ничто; если в течение процесса исчезает энергия определённого вида, то взамен появляется эквивалентное количество энергии другого вида. Следовательно, система не может ни создавать, ни уничтожать энергию.

Внутренняя энергия изолированной системы однозначно определяется её параметрами состояния, т.е. она одна и та же независимо от того, каким способом образовалась система, если её параметры состояния те же. Отсюда следует, что внутренняя энергия есть функция состояния – это одна из формулировок

 начала термодинамики.

U U₃ ▪

▪U₂

U₁ ▪

В случае закрытой системы следствием закона сохранения энергии является то, что изменение внутренней энергии системы U равно разности сообщаемой системе теплоты Q и совершаемой ею при этом работы A :

U = Q - A или Q = ΔU + p ΔV

Это тоже формулировка  начала термодинамики.

Как правило, процессы протекают либо при постоянном объёме (изохорный), либо при постоянном давлении (изобарный).

1. В изохорном процессе при поглощении или выделении теплоты никакая работа не совершается:

V = сonst, V = 0; pV = 0, и поэтому A = 0, следовательно, в этих условиях

вся сообщаемая теплота расходуется на изменение внутренней энергии:

Q_v = U = U₂ - U₁

Внутренняя энергия возрастает, когда система поглощает теплоту, т.е. в эндотермическом процессе U  0 . Внутренняя энергия убывает, когда теплота выделяется во внешнюю среду, в экзотермическом процессе U  0.

2. Если обмен теплотой с внешней средой происходит при постоянном давлении p = const, и единственным видом работы оказывается работа расширения против сил внешнего давления, то

Q _p = U + pV = U₂ - U₁ + p(V₂ - V₁) = (U₂ +pV₂) - (U₁ + pV₁)

Введём обозначение U + pV = H, тогда получим

Q_p = H₂ - H₁ = H - в основном для газовых систем.

Величина H называется энтальпией. Её изменением определяется тепловой эффект процесса, проводимого при постоянном давлении. Так же, как и в случае изменения U, в эндотермическом процессе энтальпия системы возрастает, H  0, и в экзотермическом процессе убывает, H  0. Как и внутренняя энергия, энтальпия является функцией состояния, т.е. не зависит от пути, каким система пришла в данное состояние.

Буквально термин «энтальпия» означает «теплосодержание», каждое вещество обладает определённым значением энтальпии, т.е. теплосодержанием.

Энтальпия является мерой энергии, которая накапливается в веществе при его образовании.

Полное значение энтальпии рассчитать или измерить невозможно, но по количеству теплоты, выделившейся или поглощённой в результате реакции, судят об изменении энтальпии в результате данного процесса: