Він формулюється наступним чином: Зміна ΔU внутрішньої енергії неізольованої термодинамічній системи дорівнює різниці між кількістю теплоти Q, переданої системі, і роботою A, досконалою системою над зовнішніми тілами.
Перший закон термодинаміки: збільшення внутрішньої енергії термодинамічній системи при переході з одного стану в інший дорівнює сумі алгебри роботи, виконаної зовнішніми силами, і кількості теплоти, отриманого (або відданого) системою при взаємодії із зовнішніми тілами. ΔU = A′ + Q.
Q = A/ + ∆U, де Q – кількість теплоти, передана системі; A/ – робота системи (газу); ∆U – зміна внутрішньої енергії системи (газу).
Перший початок термодинаміки. Кількість теплоти, одержана системою, йде на зміну її внутрішньої енергії та на виконання роботи над зовнішніми тілами: Q = ΔU + A.