De termodynamikens första lag är den fysiska lagen som säger att ett systems totala energi och dess omgivningar förblir konstant. Lagen är också känd som lagen om bevarande av energi, som säger att energi kan förvandlas från en form till en annan, men varken kan skapas eller förstöras i ett isolerat system. Evighetsmaskiner av det första slaget är omöjliga enligt termodynamikens första lag. Med andra ord är det inte möjligt att konstruera en motor som ska cykla och producera arbete kontinuerligt från ingenting.
Ekvationen för den första lagen kan vara förvirrande eftersom det finns två olika teckenkonventioner som används.
I fysiken, särskilt när man diskuterar värmemotorer, är förändringen i energisystemet lika med värmeflödet i systemet från omgivningen minus det arbete som systemet utfört på omgivningen. Ekvationen för lagen kan skrivas:
ΔU = Q - W
Här, ΔU är förändringen i den inre energin i ett slutet system, Q är värmen som tillförs systemet, och W är mängden arbete som systemet utför på omgivningen. Denna version av lagen följer Clausius teckenkonvention.
IUPAC använder dock skyltkonventionen som föreslagits av Max Planck. Här är nettoöverföring till ett system positiv och nettoenergiöverföring från ett system är negativ. Ekvationen blir då:
ΔU = Q + W