Energiaren kontserbazioaren legearen arabera, sistema itxi edo isolatu batean dauden eta elkarri eragiten dioten gorputzen edo partikulen energia-mota guztien baturak konstante dirau. Beraz, sistema isolatuan, energia gorputzen artean truka daiteke edo forma batetik bestera pasa daiteke, baina energia ezin da ez sortu ez eta deuseztatu ere. Lege hori termodinamikaren lehen legearen baliokidea da.

Energia-mota desberdinez dihardugunean, gogoratu beharra dago energia hitzak kontzeptu desberdinak hartzen dituela barnean, hala nola beroa eta lana. Hala, sistema isolatu baten bi egoeraren arteko energia-aldakuntza aztertzean, sistemaren energia-forma guztiak hartu behar ditugu kontuan:

• Energia zinetikoa: abiadura jakin batean higitzen den masa batek duen energia da.

• Energia potentziala: eremu grabitatorio baten eraginpean dagoen masa batek duen energia da.

• Barne-energia: materia osatzen duten osagai mikroskopikoen (atomoen eta molekulen) energia da. Atomoen eta molekulen ausazko translazio-, errotazio-, eta bibrazio-higidurari lotutako energia zinetikoaren eta potentzialaren, eta  molekulen arteko elkarrekintzak eragindako energia potentzialaren batura da.

• Lana: gorputz batetik bestera energia igarotzeko forma bat da. Mekanikaren arloan erabiltzen den definizioaren arabera, distantzia batean zehar indar batek garatzen duen energia da lana.

• Beroa: sistemen arteko tenperatura-diferentziaren eraginez sistema batetik bestera pasatzen den energia da.

Sistema batetik bestera transmitituriko energiak dira lana eta beroa; energia zinetikoa, potentziala eta barne-energia, ordea, sisteman bertan metaturiko energia da.

Termodinamikaren lehen printzipioa

Sistema termodinamiko bat aintzat hartzen badugu (sistemaren energiaren aldakuntza barne-energian soilik gertatzen bada), eta positibotzat hartzen baditugu sistemaren gainean egindako lana eta sistemak xurga dezakeen beroa, honela adieraz daiteke termodinamikaren lehen printzipioa: sistemaren barne-energiaren aldakuntza eta sistemaren limiteen zehar trukatu den beroaren eta lanaren batura berdinak dira.

Sistema termodinamiko bat hasierako egoeratik bukaerako egoerara pasatzeko egindako lana edo transferitutako beroa —hasierako eta bukaerako egoeren mendeko izateaz gain— bitarteko egoeren mendeko izan daitezkeen arren, bien arteko baturak hasierako eta bukaerako egoeren mendekotasuna baino ez du. Analitikoki, honela adieraz daiteke:

$\mathrm{\Delta U}=U_2-U_1=Q+W$

non U2 eta U1 bukaerako eta hasierako barne-energiak baitira, eta Q eta W sistemak trukatutako beroa eta lana, hurrenez hurren. Adierazpen hori termodinamikaren lehen printzipioaren adierazpen analitiko da.