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Llamamos a la primera ley de la termodinámica el principio de conservación de energía aplicado a la termodinámica, lo que hace posible predecir el comportamiento de un sistema de gas cuando se somete a una transformación termodinámica.
Analizando el principio de conservación de energía en el contexto de la termodinámica:
Un sistema no puede crear o consumir energía, sino solo almacenarla o transferirla a su entorno, como trabajo, o ambos al mismo tiempo, de modo que cuando recibe una cantidad Q de calor, puede hacer algo de trabajo 
y aumentar la energía interna del sistema ΔU, es decir, expresando matemáticamente:
Siendo todas las unidades medidas en julios (J).
Conociendo esta ley, podemos observar su comportamiento para cada una de las cantidades presentadas:
| Calor | Trabajo | Energía interna | Q //ΔU |
|---|---|---|---|
| Recibir | Realiza | Aumenta | >0 |
| Ceder | Recibir | Disminuye | <0 |
| no comerciar | ni se da cuenta ni recibe | no varía | =0 |
Ejemplo:
(1) Al recibir una cantidad de calor Q = 50J, un gas realiza un trabajo igual a 12J, sabiendo que la energía interna del sistema antes de recibir calor era U = 100J, ¿cuál será esta energía al recibirla?
