กฎข้อแรกของอุณหพลศาสตร์เป็นที่รู้จักกันในชื่อกฎการอนุรักษ์พลังงาน มันระบุว่าพลังงานไม่สามารถถูกทำลายหรือสร้างขึ้น; มันได้รับการอนุรักษ์ในจักรวาลและจะต้องจบลงที่ใดที่หนึ่งแม้ว่ามันจะเปลี่ยนรูปแบบ มันเกี่ยวข้องกับการศึกษาการทำงานของระบบความร้อนและพลังงาน เครื่องยนต์ความร้อนมักจะพร้อมท์การสนทนาของกฎข้อแรกของอุณหพลศาสตร์ แม้กระนั้นก็ถือว่าเป็นหนึ่งในกฎหมายพื้นฐานที่สุดของธรรมชาติ
เมื่อผู้คนเจาะลึกการศึกษากฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์พวกเขาเริ่มวิเคราะห์และคำนวณสมการที่เกี่ยวข้องกับกฎหมายทันที: =U = Q - W สมการนี้หมายความว่าการเปลี่ยนแปลงพลังงานภายในของระบบเท่ากับความร้อน เพิ่มลงในระบบน้อยกว่างานที่ทำโดยระบบ ในทางเลือกบางครั้งใช้สมการΔU = Q + W ข้อแตกต่างเพียงอย่างเดียวคือการคำนวณงานที่ทำบนระบบแทนที่จะเป็นงานที่ทำโดยระบบ กล่าวอีกนัยหนึ่งการทำงานเป็นบวกเมื่อระบบทำงานบนระบบโดยรอบและลบเมื่อสภาพแวดล้อมทำงานบนระบบ
เมื่อศึกษาฟิสิกส์มีตัวอย่างทั่วไปที่เกี่ยวข้องกับการเพิ่มความร้อนให้กับก๊าซในระบบปิด ตัวอย่างดำเนินการต่อโดยการขยายก๊าซนั้นเพื่อให้ทำงานได้ มันสามารถมองเห็นเป็นลูกสูบดันลงหรือใช้แรงกดดันต่อก๊าซในเครื่องยนต์สันดาปภายใน ดังนั้นงานจะทำโดยระบบ ในอีกทางเลือกหนึ่งเมื่อศึกษากระบวนการทางเคมีและปฏิกิริยามันเป็นเรื่องปกติที่จะศึกษาสภาพการทำงานของระบบ
หน่วยมาตรฐานสำหรับการคำนวณกฎข้อแรกของอุณหพลศาสตร์คือ Joules (J); แม้กระนั้นหลายคนที่ศึกษากฎหมายก็ทำการคำนวณในเรื่องของแคลอรี่หรือหน่วยความร้อนบริติช (BTU) บางครั้งมีประโยชน์ในการคำนวณการอนุรักษ์ด้วยตัวเลขจริงทำให้ผู้คนสามารถเห็นว่ากฎหมายทำงานอย่างไร ถ้ามอเตอร์ทำงานโดยรอบ 4,000 J พลังงานรอบตัวก็จะลดลง 4,000 J หากความร้อนออกมา 5,000 J ในขณะที่กำลังทำงานอยู่พลังงานภายในก็จะลดลงอีก 5,000 J พลังงานของระบบลดลงโดยรวม -9,000 เจ
ในการคำนวณทางเลือกหากระบบทำงาน 4,000 J บนสภาพแวดล้อมแล้วดูดซับความร้อน 5,000 J จากสภาพแวดล้อมผลลัพธ์จะแตกต่างกัน ในกรณีนี้จะมีพลังงาน 5,000 จูลและพลังงาน 4,000 จูลออกไป ดังนั้นพลังงานภายในระบบทั้งหมดคือ 1,000 J
สุดท้ายงานเชิงลบหรืองานที่ทำในระบบโดยสภาพแวดล้อมสามารถเป็นแบบอย่างผ่านการคำนวณเกี่ยวกับกฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์เช่นกัน ตัวอย่างเช่นหากระบบดูดซับ 4,000 J เป็นสภาพแวดล้อมพร้อมกันทำงาน 5,000 J หรือทำงานในระบบจะเห็นผลลัพธ์อื่น เนื่องจากพลังงานทั้งหมดไหลเข้าสู่ระบบพลังงานภายในทั้งหมดจึงเพิ่มขึ้นถึง 9,000 J
