A primeira lei da termodinámica é a lei de conservación da enerxía aplicada aos procesos térmicos. Nela observamos a equivalencia entre traballo e calor. Este principio pode enunciarse a partir do concepto de enerxía interna. Esta pode ser entendida como a enerxía asociada aos átomos e moléculas nos seus movementos e interaccións internas ao sistema. Polo tanto, non envolve outras enerxías potenciais e cinéticas, que o sistema como un todo presenta nas súas relacións co exterior.
Podemos dicir que existe unha función “U”(enerxía interna) cuxa variación durante unha transformación depende unicamente de dous estados, o inicial, e o final. Nun sistema pechado a indicación desta variación dáse como :
onde Q é a cantidade de calor absorbido (ou emitido) polo sistema e W o traballo realizado polo (ou no) sistema . As cantidades W e Q son expresadas alxebricamente.
A enerxía interna dun sistema defínese como a suma das enerxías cinéticas e de interacción dos seus constituíntes.
Este principio enuncia, entón, a conservación de enerxía. De xeito que se tivermos un sistema illado (i.e. o universo) como non pode intercambiar nin calor nin traballo, mantén constante a súa enerxía interna, sen importaren os procesos que sufra.
