- (3) thờng gọi là hàm sóng.
1.Nhiệt – Công – Nội năng
Thực nghiệm chứng tỏ rằng khi các vật (hoặc các hệ vật) khác nhau tơng tác với nhau thì chúng trao đổi với nhau một năng lợng nào đó. Có hai cách truyền năng lợng đó là: truyền năng lợng dới dạng nhiệt và dới dạng công. Kết quả trạng thái của chúng thay đổi có nghĩa là năng lợng của các hệ thay đổi. Năng lợng này bao gồm cơ năng (phần năng lợng bên ngoài) và phần năng lợng ứng với các vận động bên trong của hệ, hay nội năng của nó. Trong nhiệt động lực học, ngời ta giả sử rằng cơ năng không biến đổi, vì thế khi các hệ trao đổi với nhau một năng lợng nào đó thì nội năng của chúng biến đổi. Mối liên hệ giữa độ biến thiên nội năng của hệ với dạng năng lợng mà nó trao đổi với các hệ khác chính là nội dung của nguyên lý thứ nhất của nhiệt động lực học. Trớc hết chúng ta xem xét kỹ các khái niệm này.
1.1. Nhiệt lợng
Khi hai hệ có nhiệt độ khác nhau (tức là mức nóng lạnh khác nhau). Một trong hai hệ có nhiệt độ là T1(hệ này đang đợc xem xét) đợc đặt trong hệ thứ 2 (đ- ợc gọi là môi trờng) có nhiệt độ T2 thì thực tế chứng tỏ rằng, nếu ban đầu T1≠T2 thì sau một thời gian nào đó, nhiệt độ của hệ đang xét với môi trờng sẽ nh nhau. Sự thay đổi nhiệt độ này là do có sự truyền một dạng năng lợng giữa hệ và môi tr- ờng. Rõ ràng năng lợng này ứng với những dạng vận động bên trong của hệ – nghĩa là nội năng của hệ. Nội năng đợc truyền đi đợc gọi là nhiệt lợng và ký hiệu là Q. Nh vậy khi có sự chênh lệch về nhiệt độ thì có một năng lợng truyền giữa các vật, quá trình này chỉ chấm dứt khi sự chênh lệch nhiệt độ không còn nữa. Năng lợng đợc truyền này gọi là nhiệt lợng.
Năng lợng có thể đợc truyền giữa hệ và môi trờng xung quanh nhờ sự trao đổi công A. Dạng truyền năng lợng này luôn luôn liên kết với lực tác dụng lên hệ và làm nó chuyển dời. Khác với các khái niệm khác nh áp suất và nhiệt độ …, công và nhiệt không phải là tính chất nội tại của hệ. Chúng chỉ có nghĩa khi có một quá trình thay đổi trạng thái nào đó của hệ vì chúng mô tả một sự chuyển năng lợng vào hệ hay ra khỏi hệ, thêm vào hay bớt đi từ dự trữ nội năng của hệ.
1.3. Nội năng
Khi có một quá trình thay đổi trạng thái của hệ, thì bao giờ cũng có sự trao đổi năng lợng dới dạng công hoặc dới dạng nhiệt hoặc cả hai dạng đó giữa hệ và môi trờng. Kết quả là trạng thái của hệ thay đổi. Nh chúng ta đã biết, khi hệ ở một trạng thái thì nó đang ở một trạng thái (dạng) vận động xác định nào đó và có một năng lợng xác định. Năng lợng này bao gồm cơ năng và năng lợng ứng với các dạng vận động bên trong hệ đó là:
+ Động năng chuyển động hỗn loạn của các phân tử. + Thế năng tơng tác giữa các phân tử.
+ động năng và thế năng dao động của các nguyên tử trong phân tử. + năng lợng tơng tác tĩnh điện của các electron và ion.
+ năng lợng bên trong hạt nhân
Những dạng năng lợng này là các thành phần làm nên nội năng của hệ. Nếu chúng ta giả sử hệ đứng yên và không nằm trong trờng lực nào thì năng lợng của hệ chính bằng nội năng của nó. Điều đó có nghĩa là giống nh năng lợng, nội năng là một hàm trạng thái. Sự biến thiên của nó trong một quá trình nào đó không phụ thuộc vào quá trình (cách) biến đổi trạng thái này, mà chỉ phụ thuộc vào trạng thái đầu và trạng thái cuối của hệ.
Cần chú ý rằng, một hệ có thể chuyển từ trạng thái đầu đến trạng thái cuối bằng vô số các quá trình khác nhau. Nói chung công và nhiệt có những giá trị khác nhau trong các quá trình khác nhau. Hay nói cách khác công và nhiệt lợng là những đại lợng phụ thuộc vào đờng đi, chúng là những hàm quá trình. Còn độ biến thiên nội năng không phụ thuộc vào quá trình biến đổi từ trạng thái đầu đến trạng thái cuối. Nó chỉ phụ thuộc vào chính 2 trạng thái này. Nội năng vì thế là một hàm trạng thái.