Первый закон (первая основа) термодинамики по своей сути является законом сохранения энергии. Он имеет несколько формулировок.
В изолированной системе сумма всех видов энергии является постоянной (Σ Е = const).
Если бы энергия изолированной системы могла увеличиваться без взаимодействия с окружающей средой, то можно бы было сконструировать вечный двигатель первого рода, то есть машину, которая выполняла бы работу без затраты энергии. Это противоречит закону сохранения энергии, поэтому вторая формулировка первого закона термодинамики такая:
вечный двигатель первого рода невозможен.
Постоянство энергии изолированной системы не исключает возможности перехода одного вида энергии в другой, причем она не исчезает и не образуется заново. Отсюда выплывает третья формулировка первого закона:
разные формы энергии переходят друг в друга в эквивалентных соотношениях, при взаимопревращениях энергия не расходуется и не создается вновь.
Первый закон термодинамики устанавливает связь между количеством теплоты Q, которая предоставляется системе, работой А, которую она выполняет, и изменением внутренней энергии ΔU: