Primera ley de la termodinámica

Supóngase que un sistema experimenta un cambio de un estado inicial a un estado final. Durante este cambio, Q positivo es el calor transferido al sistema, y W positivo es el trabajo realizado por el sistema.

Si se mide la cantidad Q-W para diversas trayectorias que conectan los estados de equilibrio inicial y final, se encuentra que es la misma para todas las trayectorias que conectan los estados inicial y final del sistema, y se le denomina el cambio de energía interna del sistema. Aunque tanto Q como W dependen de la trayectoria, Q-W es independiente de la misma. Si representamos la función de energía interna son la letra U, entonces el cambio de energía interna, ΔU=Uf-Ui, se puede expresar como:

ΔU=Uf-Ui=Q-W

donde todas las cantidades deben tener las mismas unidades de energía. La ecuación se conoce como la primera ley de la termodinámica, y se aplica de manera universal en todos los sistemas.