- (3) thờng gọi là hàm sóng.
2. Nguyên lý thứ nhất của nhiệt động lực học
Trong trờng hợp tổng quát, quá trình biến đổi trạng thái nào đó của hệ có một công và nhiệt lợng đợc trao đổi giữa hệ và môi trờng, kết quả là nội năng của hệ thay đổi. Giữa các đại lợng này có mối quan hệ định lợng đợc tìm thấy bằng thực nghiệm. Mối quan hệ đó chính là nguyên lý thứ nhất của nhiệt động lực học và đợc phát biểu nh sau:
Trong quá trình biến đổi trạng thái của hệ, độ biến thiên nội năng của hệ bằng tổng công và nhiệt lợng mà hệ trao đổi trong quá trình này.
Giả sử ∆U là độ biến thiên nội năng của hệ, A và Q là công và nhiệt lợng mà hệ trao đổi với môi trờng. khi đó biểu thức toán học của nguyên lý thứ nhất của nhiệt động lực học đợc viết nh sau:
∆U = A + Q (6)
Để thuận tiện cho việc tính toán ngời ta qui ớc: Nếu A và Q là công và nhiệt lợng mà hệ thực sự nhận đợc thì A' = -A và Q' = - Q là công và nhiệt lợng mà hệ thực sự sinh ra. Khi đó (6) có dạng:
Q = ∆U + Q' (7)
Có nghĩa là hệ truyền cho hệ trong một quá trình nào đó có giá trị bằng độ biến thiên nội năng của hệ và công do hệ sinh ra.
Từ nguyên lý thứ nhất ta suy ra hệ quả sau:
+ Khi hệ cô lập, nghĩa là hệ không trao đổi công và nhiệt với môi trờng ngoài: A = 0, Q = 0, do đó theo (6) ∆U = 0 hay U = const, nghĩa là nội năng của hệ đợc bảo toàn.
+ Khi hệ biến đổi tuần hoàn hau hệ biến đổi theo một quá trình kín (một chu trình): Sau một dãy các biến đổi hệ lại trở về trạng thái ban đầu do đó ∆U = U2 – U1= 0. Theo (6) ta có:
A = - Q = Q'
Nghĩa là công mà hệ nhận đợc có giá trị bằng nhiệt do hệ tỏa ra hay công do hệ sinh ra có giá trị bằng nhiệt do hệ nhận đợc từ bên ngoài. Điều đó có nghĩa là hệ không thể sinh một công lớn hơn nhiệt lợng mà hệ nhận đợc. Trong trờng hợp ngợc lại ta có động cơ vĩnh cửu loại một. Đó là loại động cơ cho công có ích mà không tốn năng lợng. Thật vậy, do A > Q' nên nếu đặt Q' = 0 ta có A > 0. Nh vậy: "nguyên lý thứ nhất nhiệt động lực học khẳng định không thể chế tạo đợc động cơ vĩnh cửu loại một"