PRACA
Między fizyczną a potoczną definicją słowa praca jest ogromna zbieżność, choć nie cały czas pojęcia te pokrywają się. Jeśli np. pokonamy siłę tarcie, będziemy przesuwać jakiś ciężki przedmiot z jednego miejsca na drugie, potoczna definicja pracy jest taka sama jak fizyczna definicja. Jeśli natomiast po poziomym torze będziemy przenosić ciężki przedmiot na jakimś odcinku drogi, wówczas o czym przekonamy się później - nie dokonujemy przy tym pracy w sensie fizyki. W tym momencie obie definicje rozmijają się.
By dokonać pracy musimy zużyć na to ściśle definiowany, mniejszy albo większy przedział czasu.
Pracę definiuje się w taki o to sposób:
W = Fs cos
1 dżul ( 1J ) jest równy pracy jaką dokonuje siła jednego Newtona na drodze jednego metra; przy założeniu, iż zwrot wpływającej siły jest zgodny ze zwrotem przesunięcia .
CIEPŁO
Ciepło jest to nowa forma energii, ale jedynie nazwa nadana specjalnej formie wymiany energii, w której uczestniczy ogromna ilość cząstek. Ciepło tak samo jak energia wewnętrzna wyrażana jest w dżulach.
Ciepło Q nazywa się tą część energii wewnętrznej, która przepłynie z jednego ciała do drugiego na skutek występowania między tymi ciałami różnicy temperatur.
ENERGIA WEWNĘTRZNA ORAZ SPOSOBY JEJ ZMIANY
Rozważania jakie tyczą się energii wewnętrznej bardzo łatwo jest zacząć od gazu doskonałego, którego cząstki traktowane są jako pozbawione budowy wewnętrznej punkty materialne. Dlatego możemy zaniedbać ich oddziaływania między oraz wewnątrz cząsteczkowe. Energia wewnętrzna gazu doskonałego sprowadza się więc do energii ruchu cieplnego cząstek oraz jest ona równa sumie ich energii kinetycznych.
" Energia wewnętrzna jest to część energii układu, która jest uzależniona jedynie od jego stanu wewnętrznego, stanowi ona sumę oddziaływania międzycząsteczkowego, wewnątrz cząsteczkowego i energii ruchu cieplnego"
W zamkniętym układzie ciał nie ma wymiany energii wewnętrznej z otoczeniem oraz nie ma zamiany jej na inne typy energii, ilość energii wewnętrznej jest wielkością stałą.
PEWSZA ORAZ DRUGA ZASADA TERMODYNAMIKI
Zmiana energii wewnętrznej układu jest równa algebraicznej sumie ciepła jakie zostaje wymienione między układem a otoczeniem oraz pracy jaka wykona układ albo siła zewnętrzna.
I zasada termodynamiki jest to inaczej zdefiniowana, rozszerzona o energię wewnętrzną oraz mechaniczną zasadę zachowania energii.
II zasada termodynamiki
Maszyna cieplna nie jest w stanie zmieniać na pracę mechaniczną całkowitej ilości ciepła jakie pobierze.
Bardzo prostym zrealizowanym w praktyce silnikiem jest silnik parowym. Para jaka pochodzi z kotła pod wysokim ciśnieniem pojawia się raz z jednej, później z kolejnej strony tłoka, sprawiając jego przesuwanie. Tłok, który się cofa wyrzuca "wykorzystaną" parę do otoczenia.
Większe sprawności da się otrzymać, na przykład gdy zastosujemy turbiny. Pierwszą turbinę parową konstruował w 1887r. szwedzki inżynier C.Laval. Aktualnie, wykorzystując bardzo wysokie ciśnienie pary, uzyskuje się sprawność nawet do 40%. Turbiny takie ze względu na rozmiary, wykorzystywać można tylko w elektrowniach cieplnych.
Niewielkie, znacznie bardziej sprawne silniki spalinowe, zostały konstruowane pod koniec dziewiętnastego wieku. Budowane one były przez wielkich konstruktorów niemieckich.