La primera ley de la termodinámica es la aplicación del principio de conservación de la energía al calor y a los procesos termodinámicos:
La primera ley hace uso de los conceptos clave de energía interna, calor y trabajo del sistema. Se usa ampliamente en la discusión de motores térmicos. La unidad estándar para todas estas cantidades sería el julio, aunque a veces se expresan en calorías o BTU.
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Es típico que los textos de química escriban la primera ley como ΔU = Q + W. Es la misma ley, por supuesto, la expresión termodinámica del principio de conservación de la energía. Es solo que W se define como el trabajo realizado en el sistema en lugar del trabajo realizado por el sistema. En el contexto de la física, el escenario común es uno de agregar calor a un volumen de gas y usar la expansión de ese gas para hacer el trabajo, como presionar un pistón en un motor de combustión interna. En el contexto de las reacciones y procesos químicos, puede ser más común lidiar con situaciones en las que el trabajo se realiza en el sistema en lugar de hacerlo por él.
