热力学第一定律是包含热量交换在内的能量守恒定律。该定律说明对任一热力学系统从一个状态变化到另一状态的过程中，外界向该系统传递的热量，一部分使系统内能增加，一部分则用于系统对外作功。根据该定律做功必须由能量转化而来，企图制造 的设想是不可能实现的。

　　本部分内容概括介绍热力学第一定律建立之前的焦耳热功当量实验，及热力学第一定律的数学表述，和该定律在理想气体各等值过程中的应用。