Prvý termodynamický zákon
Tepelná výmena a konanie práce sú jediné dva spôsoby, ako možno zmeniť vnútornú energiu sústavy, a žiadny iný neexistuje. Keďže môžu prebiehať aj naraz, prírastok vnútornej energie je presne rovný ich súčtu:
Toto je prvý termodynamický zákon a v podstate ide o zákon zachovania energie rozšírený o tepelné javy. Energiu nemožno ani vytvoriť, ani zničiť, možno ju len premieňať alebo prenášať. Aby ti pri počítaní vychádzali správne znamienka, drž sa dohodnutej konvencie. Ak platí Q > 0, sústava teplo prijíma, a ak Q < 0, sústava teplo odovzdáva. Podobne ak W > 0, prácu na sústave koná okolie, a ak W < 0, prácu koná samotná sústava.
Z tohto zákona priamo vyplýva, že nemôže existovať perpetuum mobile prvého druhu, teda stroj, ktorý by donekonečna konal prácu bez akéhokoľvek prísunu energie zvonku.
Celé stáročia sa oň vynálezcovia márne pokúšali a dnes patentové úrady automaticky odmietajú každú žiadosť, ktorá tvrdí, že vyrieši energetickú krízu samočinným strojom.
Energia musí jednoducho odkiaľsi prísť.