ઉષ્માગતિશાસ્ત્રનો પ્રથમ નિયમ લખો અને સમજાવો.

(N/A) તંત્રની આંતરિક ઉર્જા બે રીતે બદલાઈ શકે છે: ઉષ્મા અને કાર્ય.
ધારો કે $\Delta Q$ = પર્યાવરણ દ્વારા તંત્રને આપવામાં આવેલી ઉષ્મા.
$\Delta W$ = તંત્ર દ્વારા પર્યાવરણ પર કરવામાં આવેલું કાર્ય.
$\Delta U$ = તંત્રની આંતરિક ઉર્જામાં થતો ફેરફાર.
ઉર્જા સંરક્ષણના નિયમ મુજબ,$\Delta Q = \Delta U + \Delta W$ ... $(1)$ ને ઉષ્માગતિશાસ્ત્રનો પ્રથમ નિયમ કહેવામાં આવે છે.
સમીકરણ $(1)$ પરથી કહી શકાય કે તંત્રને આપવામાં આવેલી ઉર્જા $(\Delta Q)$ નો કેટલોક ભાગ તંત્રની આંતરિક ઉર્જા $(\Delta U)$ વધારવામાં અને બાકીનો ભાગ પર્યાવરણ પર કાર્ય $(\Delta W)$ કરવામાં વપરાય છે.
આ સમીકરણનું વૈકલ્પિક સ્વરૂપ $\Delta Q - \Delta W = \Delta U$ ... $(2)$ છે.
તંત્ર પ્રારંભિક અવસ્થામાંથી અંતિમ અવસ્થામાં વિવિધ રીતે જઈ શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે,વાયુની અવસ્થા $(P_{1}, V_{1})$ થી $(P_{2}, V_{2})$ માં બદલવા માટે,અચળ દબાણે કદ $V_{1}$ થી $V_{2}$ બદલી શકાય,અને ત્યારબાદ અચળ કદે દબાણ $P_{1}$ થી $P_{2}$ બદલી શકાય.
જ્યારે તંત્રને એક અવસ્થામાંથી બીજી અવસ્થામાં લઈ જવામાં આવે છે,ત્યારે $\Delta Q$ અને $\Delta W$ અલગ-અલગ માર્ગ માટે અલગ-અલગ હોય છે,એટલે કે $\Delta Q$ અને $\Delta W$ માર્ગ પર આધારિત છે. પરંતુ તફાવત $(\Delta Q - \Delta W)$ દરેક માર્ગ માટે સમાન રહે છે. આમ,$(\Delta Q - \Delta W)$ માર્ગ પર આધારિત નથી અને તે ફક્ત તંત્રની પ્રારંભિક અને અંતિમ અવસ્થા પર આધાર રાખે છે.
તેથી,ઉષ્માગતિશાસ્ત્રનો પ્રથમ નિયમ $\Delta Q - \Delta W = \Delta U$ છે.
આ નિયમ કુદરતમાં થતા તમામ ફેરફારોમાં પાળવામાં આવે છે. આ ત્રણેય પદોના એકમો સમાન હોવા જોઈએ.
ચિહ્ન પ્રણાલી: જો તંત્ર ઉષ્માનું શોષણ કરે,તો $\Delta Q$ ધન ગણાય છે; જો ઉષ્મા મુક્ત થાય,તો $\Delta Q$ ઋણ ગણાય છે. જ્યારે વાયુનું વિસ્તરણ થાય,ત્યારે તંત્ર દ્વારા થયેલું કાર્ય $\Delta W$ ધન લેવામાં આવે છે; જ્યારે તંત્રનું સંકોચન થાય,ત્યારે તંત્ર પર થયેલું કાર્ય $\Delta W$ ઋણ લેવામાં આવે છે.
જો $(\Delta Q - \Delta W) > 0$ હોય,તો તંત્રની આંતરિક ઉર્જા વધે છે અને જો $(\Delta Q - \Delta W) < 0$ હોય,તો તંત્રની આંતરિક ઉર્જા ઘટે છે.