První termodynamický zákon
První termodynamický zákon říká, že energii nelze vytvořit ani zničit, ale lze ji měnit. Tento zákon tvoří základ principu zachování energie. To znamená, že cokoli, co využívá energii, mění energii z jednoho druhu energie na jiný. Například při cvičení se mění energie z potravy na kinetickou (pohybovou) energii. Energii nelze vytvořit a nikdy nezaniká. S výjimkou perpetuum mobile, které zůstává záhadou. Energie pouze mění svou formu. Lidé mohou tyto změny využít k užitečné práci. Příklady forem energie v klasické mechanice jsou teplo, světlo, kinetická (pohybová) nebo potenciální energie. V moderní fyzice se však má za to, že existují pouze dva druhy energie - hmotnostní a kinetická energie, i když to nemusí být užitečné pro ty, kteří nejsou obeznámeni se složitější fyzikou.
Zákon znamená, že celková energie vesmíru je konstantní. Energie se však může přenášet z jedné části vesmíru do druhé.
Vědci nejčastěji používají následující znění prvního termodynamického zákona:
Historie
James Prescott Joule jako první experimentálně zjistil, že teplo a práce jsou převoditelné.
První explicitní vyjádření prvního termodynamického zákona podal Rudolf Clausius v roce 1850: "Existuje stavová funkce E, nazývaná "energie", jejíž diferenciál se rovná práci vyměněné s okolím během adiabatického procesu."
Termodynamika a inženýrství
V termodynamice a inženýrství je přirozené uvažovat o systému jako o tepelném motoru, který vykonává práci s okolím, a tvrdit, že celková energie přidaná ohřevem se rovná součtu přírůstku vnitřní energie a práce vykonané systémem. Proto δ W {\displaystyle \delta W} 
je množství energie ztracené systémem v důsledku práce vykonané systémem na jeho okolí. Během té části termodynamickéhocyklu, kdy motor vykonává práci, je δ W {\displaystyle \delta W} kladné, ale vždy bude existovat část cyklu, kdy bude δ W {\displaystyle \delta W} záporné, např. když se pracovní plyn stlačuje. Pokud δ W {\displaystyle \delta W} představuje práci vykonanou systémem, první zákon se zapisuje:
d U = δ Q - δ W {\displaystyle \mathrm {d} U=\delta Q-\delta W\,} 
Lidé se neshodnou, zda je energie kladné nebo záporné číslo. Takže δ Q {\displaystyle \delta Q} 
je tok tepla ze systému a δ W {\displaystyle \delta W} je práce do systému:
d U = - δ Q + δ W {\displaystyle \mathrm {d} U=-\delta Q+\delta W\,} 
Vzhledem k této nejednoznačnosti je velmi důležité v každé diskusi týkající se prvního zákona výslovně stanovit používanou konvenci značek.
dU = změna vnitřní energie
Q = teplo
W = práce
Související stránky
Otázky a odpovědi
Otázka: Jaký je první zákon termodynamiky?
Odpověď: První zákon termodynamiky říká, že energii nelze ani vytvořit, ani zničit; může se pouze měnit z jedné formy na druhou.
Otázka: Jaký je princip zachování energie?
Odpověď: Princip zachování energie znamená, že vše, co využívá energii, mění energii z jednoho druhu energie na jiný.
Otázka: Může někdy existovat perpetuum mobile?
Odpověď: Ne, perpetuum mobile nemůže nikdy existovat, protože by porušovalo základní fyzikální zákon, který říká, že energii nelze vytvořit ani zničit.
Otázka: Jaké jsou příklady forem energie v klasické mechanice?
Odpověď: Příklady forem energie v klasické mechanice zahrnují teplo, světlo, kinetickou (pohybovou) nebo potenciální energii.
Otázka: Kolik druhů energie existuje v moderní fyzice?
Odpověď: V moderní fyzice se má za to, že existují pouze dva druhy energie - hmotnostní a kinetická energie, i když to nemusí být užitečné pro ty, kteří nejsou obeznámeni se složitější fyzikou.
Otázka: Je celková energie vesmíru konstantní?
Odpověď: Ano, celková energie vesmíru (nebo jakéhokoli uzavřeného systému) je konstantní. Energie se však může přenášet z jedné části vesmíru do druhé.
Otázka: Jakou formulaci prvního termodynamického zákona vědci nejčastěji používají?
Odpověď: Nejčastější formulace prvního termodynamického zákona používaná vědci zní, že energii nelze vytvořit ani zničit; lze ji pouze převést nebo přeměnit z jedné formy na druhou.
