ऊष्मागतिकी का प्रथम नियम लिखिए। इसको जल का बर्फ में जमने का उदाहरण देकर समझाइए। यह ध्यान रखिए कि बर्फ का आयतन समान द्रव्यमान के जल के आयतन से अधिक होता है।

Explanation

ऊष्मागतिकी के प्रथम नियम के अनुसार, `Delta U= Q-W` जल का बर्फ में जमना-जल के m द्रव्यमान के बर्फ के रूप में जमने पर जल द्वारा दी गई ऊष्मा `Q=-mL` जहाँ L बर्फ की गुप्त ऊष्मा है। चूंकि ऊष्मा जल द्वारा दी गई है, अत: Q का मान ऋणात्मक लिया गया है। चूँकि जल के जमकर बर्फ बनने पर आयतन बढ़ता है, अत: जल को बाह्य वायुमण्डल दाब (P) के विरुद्ध कार्य करना पड़ता है। यदि वायुमण्डल दाब P तथा जल के आयतन में वृद्धि `Delta V` हो तो जल द्वारा किया गया कार्य `W = P xx Delta V` ऊष्मागतिकी के प्रथम नियम के अनुसार जल की आन्तरिक ऊर्जा में परिवर्तन `Delta U= Q- W= - mL- PDelta V` चूँकि `Delta U` ऋणात्मक है, अत: जल के जमने पर इसकी आन्तरिक ऊर्जा घट जाती है। आन्तरिक ऊर्जा में यह कमी जल द्वारा जमने में दी गई ऊष्मा से भी अधिक होती है।