Физики вывели новые формулы для закона сохранения энергии

Группа исследователей под руководством Пола Кассака из Университета Западной Вирджинии разработала математический аппарат, позволяющий применять первый закон термодинамики к системам, не находящимся в состоянии термодинамического равновесия. Результаты работы опубликованы в январе 2026 года.

Первый закон термодинамики, сформулированный в 1850-х годах, описывает сохранение и преобразование энергии. Однако на протяжении почти двух столетий его применение ограничивалось системами с постоянной температурой, где отсутствуют значительные градиенты тепла.

Команда Кассака установила, что в равновесных условиях преобразование энергии описывается через плотность и давление. В неравновесных системах действуют дополнительные параметры, которые ранее не учитывались в классической формулировке закона. Исследователи вывели уравнения, позволяющие количественно оценить эти дополнительные составляющие энергетических преобразований.

Неравновесные системы широко распространены во Вселенной. К ним относятся космическая плазма, хвосты комет, внешние слои звёзд и солнечный ветер. Новая формулировка закона открывает возможности для исследований в области прогнозирования космической погоды, разработки квантовых компьютеров, проектирования электрических схем и изучения химических реакций в сложных средах.