热力学第一定律定律形式表述形式：热能可以从一个物体传递给另一个物体，也可以与机械能或其他能量相互转换，在传递和转换过程中，能量的总值不变
在工程热力学范围内，热力学第一定律可表述为：热能和机械能在转移或转换时，能量的总量必定守恒
基本内容：热可以转变为功，功也可以转变为热；消耗一定的功必产生一定的热，一定的热消失时，也必产生一定的功
热力学第一定律的另一种表述是：第一类永动机是不可能造成的
这是许多人幻想制造的能不断地作功而无需任何燃料和动力的机器，是能够无中生有、源源不断提供能量的机器
显然，第一类永动机违背能量守恒定律
数学式的表达为：在热力学中，系统发生变化时，设与环境之间交换的热为Q（吸热为正，放热为负），与环境交换的功为W（环境对系统做功为正，系统对环境做功为负）， 可得热力学能（亦称内能）的变化为△U=Q+W
普遍的能量转化和守恒定律是一切涉及热现象的宏观过程中的具体表现
热力学的基本定律之一
热力学第一定律是对能量守恒和转换定律的一种表述方式
阐释说明表征热力学系统能量的是内能（即热力学能）
在热力学中，把除了传热之外的能量变化都叫功，系统与环境交换能量，使内能有所变化
根据能量守恒定律，系统由初态Ⅰ经过任意过程到达终态Ⅱ后，内能的变化△U应等于在此过程中外界对系统传递的热量Q 和环境对系统作功W之差（谁对谁做功取决于W值的正负），即 这就是热力学第一定律的表达式
对于还有因物质从外界进入系统而带入的能量Z，则不在热力学第一定律的考察范围之内，这是热力学第一定律的先决条件
也就是要求系统是一个封闭系统
例如假设有如下实验：实验从一个装有氧气分子的箱子（系统）开始，箱子密闭，但顶上有一个可以开启的盖子，箱子外部（环境）为真空，某一时刻（始态）打开箱子盖，由于外面是真空，氧气分子将自发的扩散出去
一些氧气分子离开了箱子，自然就带走了系统的一部分内能，而这一部分内能的损失，既不反映为做功，也不反映为传热
因此热力学第一定律无法处理，因物质的增加或减少而引起的内量变化
对于无限小过程，热力学第一定律的微分表达式为
因U是状态函数， 是全微分；Q、W是过程量， 和 只表示微小量并非全微分，用符号 以示区别
且U只与系统的始末态有关
热力学第一定律的另一种表述是：第一类永动机是不可能造成的
这是许多人幻想制造的能不断地做功而无需任何燃料和动力的机器，是能够无中生有、源源不断提供能量的机器
显然，第一类永动机违背能量守恒定律
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