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El primer principio de la termodinámica o primera ley de la termodinámica1 es un principio que refleja la conservación de la energía en el contexto de la termodinámica y establece que si se realiza trabajo sobre un sistema o bien este intercambia calor con otro, la energía interna del sistema cambiará. Visto de otra forma, esta ley permite definir el calor como la energía necesaria que debe intercambiar el sistema para compensar las diferencias entre trabajo y energía interna. En palabras simples: la energía total del universo se mantiene constante. No se crea ni se destruye, solo se transforma.
La ecuación general de la conservación de la energía es la siguiente:
E entra − E sale = Δ E sistema , {\displaystyle E_{\text{entra}}-E_{\text{sale}}=\Delta E_{\text{sistema}},} {\displaystyle E_{\text{entra}}-E_{\text{sale}}=\Delta E_{\text{sistema}},}
que aplicada a la termodinámica, queda de la forma
Δ U = Q − W {\displaystyle \Delta U=Q-W} {\displaystyle \Delta U=Q-W},
donde U es la energía interna del sistema (aislado), Q es la cantidad de calor aportado al sistema y W es el trabajo realizado por el sistema. Esta última expresión es igual de frecuente encontrarla en la forma Δ U = Q + W {\displaystyle \Delta U=Q+W} {\displaystyle \Delta U=Q+W}. Ambas expresiones, aparentemente contradictorias, son correctas y su diferencia está en que se aplique el convenio de signos IUPAC o el Tradicional (véase criterio de signos termodinámico).
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