Primer principio de la termodinámica
La primera ley de la termodinámica dice que la energía no puede crearse ni destruirse, pero sí modificarse. Esta ley constituye la base del principio de conservación de la energía. Esto significa que cualquier cosa que utilice energía está cambiando la energía de un tipo de energía a otro. Por ejemplo, hacer ejercicio cambia la energía de los alimentos en energía cinética (movimiento). La energía no se puede crear y nunca desaparece. Salvo el movimiento perpetuo, que sigue siendo un misterio. La energía sólo cambia de forma. Las personas pueden utilizar los cambios para realizar un trabajo útil. Ejemplos de formas de energía en la mecánica clásica son el calor, la luz, la energía cinética (movimiento) o la energía potencial. Sin embargo, en la física moderna se considera que sólo hay dos tipos de energía: la masa y la energía cinética, aunque esto puede no ser útil para quienes no están familiarizados con la física más compleja.
La ley significa que la energía total del universo es una constante. Sin embargo, la energía puede transferirse de una parte del universo a otra.
La formulación más común de la primera ley de la termodinámica utilizada por los científicos es:
Historia
James Prescott Joule fue la primera persona que descubrió mediante experimentos que el calor y el trabajo son convertibles.
La primera declaración explícita de la primera ley de la termodinámica fue dada por Rudolf Clausius en 1850: "Existe una función de estado E, llamada "energía", cuyo diferencial es igual al trabajo intercambiado con el entorno durante un proceso adiabático".
Termodinámica e ingeniería
En termodinámica e ingeniería, es natural pensar en el sistema como un motor térmico que realiza trabajo sobre el entorno, y afirmar que la energía total añadida por el calentamiento es igual a la suma del aumento de la energía interna más el trabajo realizado por el sistema. Por lo tanto, δ W {\displaystyle \delta W} 
es la cantidad de energía perdida por el sistema debido al trabajo realizado por el sistema sobre su entorno. Durante la parte del ciclotermodinámico en la que el motor realiza trabajo, δ W {\displaystyle \delta W} es positivo, pero siempre habrá una parte del ciclo en la que δ W {\displaystyle \delta W} es negativo, por ejemplo, cuando el gas de trabajo se está comprimiendo. Cuando δ W {\displaystyle \delta W} representa el trabajo realizado por el sistema, la primera ley se escribe:
d U = δ Q - δ W {\displaystyle \mathrm {d} U=\delta Q-\delta W,} 
La gente no está de acuerdo si la energía es un número positivo o negativo. Así que δ Q {\displaystyle \delta Q} 
es el flujo de calor que sale del sistema, y δ W {\displaystyle \delta W} es el trabajo que entra en el sistema:
d U = - δ Q + δ W {\displaystyle \mathrm {d} U=-\delta Q+\delta W\,} 
Debido a esta ambigüedad, es muy importante en cualquier discusión que implique la primera ley establecer explícitamente la convención de signos en uso.
dU = el cambio de energía interna
Q = calor
W = trabajo
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Preguntas y respuestas
P: ¿Cuál es la primera ley de la termodinámica?
R: La primera ley de la termodinámica es que la energía no puede crearse ni destruirse; sólo puede cambiar de una forma a otra.
P: ¿Qué es el principio de conservación de la energía?
R: El principio de conservación de la energía significa que cualquier cosa que utilice energía está cambiando la energía de un tipo de energía a otro.
P: ¿Pueden existir las máquinas de movimiento perpetuo?
R: No, las máquinas de movimiento perpetuo nunca podrían existir porque romperían una ley fundamental de la física, que establece que la energía no puede crearse ni destruirse.
P: ¿Cuáles son los ejemplos de formas de energía en la mecánica clásica?
R: Algunos ejemplos de formas de energía en la mecánica clásica son el calor, la luz, la energía cinética (movimiento) o la energía potencial.
P: ¿Cuántos tipos de energía existen en la física moderna?
R: En la física moderna se considera que sólo hay dos tipos de energía: la masa y la energía cinética, aunque esto puede no ser útil para quienes no estén familiarizados con la física más compleja.
P: ¿Es constante la energía total del universo?
R: Sí, la energía total del universo (o de cualquier sistema Cerrado) es una constante. Sin embargo, la energía puede transferirse de una parte del universo a otra.
P: ¿Cuál es la redacción más común de la primera ley de la termodinámica utilizada por los científicos?
R: La formulación más común de la primera ley de la termodinámica utilizada por los científicos es que la energía no puede crearse ni destruirse; sólo puede transferirse o convertirse de una forma a otra.
