Первый закон термодинамики является формой выражения закона сохранения энергии. Согласно этому закону, энергия не может ни создаваться, ни исчезать, но может превращаться из одной формы в другую. Его справедливость доказана многовековым опытом человечества.
Если система осуществляет переход из одного состояния в другое при постоянном объеме (реакция протекает в автоклаве), то работа расширения системы
А = рΔV = 0
и
Qv = ΔU = U2 – U1,
т.е. если реакция протекает при постоянном объеме, то выделение или поглощение теплоты Q связано с изменением внутренней энергии системы.
Если на систему не действуют ни какие другие силы, кроме постоянного давления, т.е. химический процесс осуществляется в изобарных условиях, и единственным видом работы является работа расширения, то первый закон термодинамики запишется:
Qp = ΔU + pΔV.
Подставив ΔU = U2 ‑ U1, получим:
Qp = U2 ‑ U1 + pV2 ‑ pV1 = (U2 + pV2) ‑ (U1 + pV1).
Характеристическая функция
U + pV = H
называется энтальпией системы.