# Principiul I al termodinamicii

> Pagina: https://bacalaurescu.ro/fizica/lectii/principiile-termodinamicii/principiul-i
> Markdown: https://bacalaurescu.ro/fizica/lectii/principiile-termodinamicii/principiul-i.md
> Sursa: Bacalaurescu (bacalaurescu.ro), conținut gratuit pentru BAC 2027.

Materia: [Fizică](https://bacalaurescu.ro/fizica)

Capitolul: [Termodinamică: principiile termodinamicii](https://bacalaurescu.ro/fizica/lectii/principiile-termodinamicii)
Actualizat: 2026-11-01

Energia internă, lucrul mecanic în termodinamică, căldura și aplicarea principiului I.

## Pe scurt pentru BAC

- Principiul I, $\Delta U = Q - L$, este legea conservării energiei aplicată proceselor termice.
- Convenția de semne: $Q > 0$ când gazul primește căldură, iar $L > 0$ când gazul efectuează lucru prin destindere.
- Energia internă a gazului ideal depinde doar de temperatură, iar la presiune constantă lucrul mecanic este $L = p \Delta V$.
- La izocoră $L = 0$, deci $\Delta U = Q$, iar la izotermă $\Delta U = 0$, deci $Q = L$.
- La adiabatică nu există schimb de căldură, $Q = 0$, deci $\Delta U = -L$ și gazul care se destinde se răcește.

## Mărimile din joc

1. **Energia internă** $U$: suma energiilor cinetice și potențiale ale moleculelor; pentru gazul ideal depinde DOAR de temperatură.
2. **Căldura** $Q$: energia schimbată prin contact termic; $Q > 0$ primită, $Q < 0$ cedată.
3. **Lucrul mecanic** $L$: energia schimbată prin variația volumului; în convenția uzuală de la noi, $L > 0$ efectuat DE gaz (destindere), $L < 0$ primit de gaz (comprimare). La presiune constantă: $L = p \Delta V$.

## Enunțul principiului I

$$\Delta U = Q - L$$

Variația energiei interne = căldura primită minus lucrul efectuat de sistem. Este legea conservării energiei aplicată proceselor termice.

## Aplicare pe transformările simple

1. **Izocoră** ($V$ constant): $L = 0$, deci $\Delta U = Q$: toată căldura modifică energia internă.
2. **Izotermă** ($T$ constant, gaz ideal): $\Delta U = 0$, deci $Q = L$: căldura primită se transformă integral în lucru.
3. **Izobară** ($p$ constant): $L = p \Delta V$, iar $Q$ acoperă și lucrul, și variația energiei interne.
4. **Adiabatică** (fără schimb de căldură): $Q = 0$, deci $\Delta U = -L$: gazul care se destinde se RĂCEȘTE.

## Exemplu rezolvat

Un gaz primește $Q = 500 \; \text{J}$ și efectuează lucrul $L = 200 \; \text{J}$. Variația energiei interne:

$$\Delta U = Q - L = 500 - 200 = 300 \; \text{J}$$

Temperatura gazului CREȘTE (energia internă a crescut).

## Exemplu 2 (izobară)

Gaz la $p = 10^5$ Pa se destinde de la $2 \cdot 10^{-3}$ m³ la $5 \cdot 10^{-3}$ m³: $L = p \Delta V = 10^5 \cdot 3 \cdot 10^{-3} = 300$ J.

> [!ATENTIE]
> Semnele sunt totul: căldura PRIMITĂ e pozitivă, lucrul efectuat DE gaz e pozitiv. O problemă cu "gazul cedează căldură" înseamnă Q negativ în formulă.

## Greșeli frecvente

1. La izotermă $\Delta U = 0$ pentru gazul IDEAL: energia internă depinde doar de T.
2. La adiabatică nu există schimb de căldură, dar temperatura SE schimbă (prin lucru).
3. Nu confunda convenția: unele manuale scriu $\Delta U = Q + L$ cu L = lucrul primit; la BAC se lucrează cu $\Delta U = Q - L$, L efectuat de gaz.