Prvi zakon termodinamike

   Prvi zakon termodinamike govori o principu očuvanja energije.

Za vrijeme nekog međudjelovanja između sistema i njegove okoline, količina energije dobivena u sistemu mora biti tačno jednaka količini energije koju je izgubila okolina.

   Energija se ne može niti stvoriti niti uništiti; ona može samo promijeniti oblik. Energija može proći kroz granicu nekog zatvorenog sistema u dva oblika: toplota i rad .

   Toplota se definira kao kao oblik energije kojise prenosi između dva sistema (ili sistema i njegove okoline), pomoću razlike u temperaturi.Toplina postoji, kao energija, samo ako postoji razlika u temperature između dva sistema.

Ako neki sistem vrši rad i dovedena mu je toplota (vrste energije), zakon očuvanja energije i dalje vrijedi. Stoga je ta energija sadržana u sistemu u konačnom stanju, u obliku koji nazivamo unutrašnja energija U.

Ako označimo sa W rad koji se vrši na sistemu, q energiju prenesenu na sistem kao toplotu i ΔU rezultirajuću promjenu unutrašnje energije, matematički izraz za prvi zakon termodinamike je:

ΔU – promjena unutrašnje energije sistema

Q – izmijenjena toplota

W – obavljeni rad

Unutrašnja energija zatvorenog sistema je jednaka energiji koja prolazi kroz njegovu granicu kao toplota i rad. Ako ništa ne prolazi (izoliran sistem), onda je ΔU = 0.

Prvi zakon termodinamike često se izražava kao Perpetuum mobile prve vrste, a to bi bio bi uređaj koji bi u nekom procesu proizvodio energiju "ni iz čega".