热力学第一定律（英语：First Law of Thermodynamics）是热力学的四条基本定律之一，能量守恒定律对非孤立系统的扩展。此时能量可以以功W或热量Q的形式传入或传出系统。即：

$\displaystyle \qquad \mathrm {\Delta } E_{\rm {int}}=Q+W$ 式中 $\displaystyle \Delta E_{\rm {int}}$为系统内能的变化量，若外界对该系统做功，则 $\displaystyle W$为正值，反之为负值。

写成微分形式为：

$\displaystyle \qquad \mathrm {d} E_{\rm {int}}=\delta Q+\delta W$

物体内能的增加等于物体吸收的热量和对物体所作的功的总和。 系统在绝热状态时，功只取决于系统初始状态和结束状态的能量，和过程无关。 孤立系统的能量永远守恒。 系统经过绝热循环，其所做的功为零，因此第一类永动机是不可能的（即不消耗能量做功的机械）。 两个系统相互作用时，功具有唯一的数值，可以为正、负或零。

$\displaystyle \qquad {dE_{\mathrm {sys} } \over dt}=\sum _{i}{\dot {Q_{\mathrm {i} }}}+\sum _{j}{\dot {W_{\mathrm {j} }}}+\sum _{e}{\dot {m_{\mathrm {e} }}}\cdot \left(h_{\mathrm {e} }+g\cdot z_{\mathrm {e} }+{1 \over 2}c_{\mathrm {e} }^{2}\right)-\sum _{a}{\dot {m_{\mathrm {a} }}}\cdot \left(h_{\mathrm {a} }+g\cdot z_{\mathrm {a} }+{1 \over 2}c_{\mathrm {a} }^{2}\right)$

这里：

$\displaystyle \qquad {dE_{\mathrm {sys} } \over dt}$系统随时间的变化量。

$\displaystyle \qquad {\dot {Q_{\mathrm {i} }}}$通过系统边界的热量。

$\displaystyle \qquad {\dot {W_{\mathrm {j} }}}$通过系统边界的功。

$\displaystyle \qquad {\dot {m_{\mathrm {e} }}}$流入系统内部的质量流。

$\displaystyle \qquad {\dot {m_{\mathrm {a} }}}$流到系统外部的质量流。

$\displaystyle \qquad h$ 比焓。

$\displaystyle \qquad g\cdot z$质量流所具有的势能。

$\displaystyle \qquad {1 \over 2}c^{2}$质量流所具有的动能。

封闭系统： $\displaystyle \qquad \sum _{e}{\dot {m_{\mathrm {e} }}}\cdot \left(h_{\mathrm {e} }+g\cdot z_{\mathrm {e} }+{1 \over 2}c_{\mathrm {e} }^{2}\right)-\sum _{a}{\dot {m_{\mathrm {a} }}}\cdot \left(h_{\mathrm {a} }+g\cdot z_{\mathrm {a} }+{1 \over 2}c_{\mathrm {a} }^{2}\right)=0$

稳定系统： $\displaystyle \qquad {dE_{\mathrm {sys} } \over dt}=0$

绝热系统： $\displaystyle \qquad \sum _{i}{\dot {Q_{\mathrm {i} }}}=0$

参考资料

物理学基础 ISBN 7-111-15715-X/O·390（课）page470