Principe
Le premier principe de la thermodynamique dit aussi principe de conservation d'énergie stipule que :[1]
L'énergie du système se conserve en cours des transformations du système (c'est-à dire, ne se dégrade pas).
L'énergie du système est seulement transformée d'une forme d'énergie en une autre forme (équivalence des formes d'énergie).
L'énergie d'un système isolé reste constante (ΔU= 0).
L'énergie d'un système non isolé peut varier par suite d'échange d'énergie (Q, W) avec le milieu extérieur, alors le système évolue d'un état d'équilibre initial (1) à un autre état d'équilibre final (2): on dit que le système a subit une transformation.
La variation d'énergie interne du système en cours d'une transformation est égale à la somme algébrique des énergies échangées W + Q.
L'énergie interne du système varie donc pendant la transformation entre l'état (1) et l'état (2):
Enoncé du 1er principe de la thermodynamique
La somme algébrique du travail (W) et de la chaleur (Q) échangés par le système avec le milieu extérieur est égale à la variation (ΔU) de son énergie interne.
Cette variation est indépendante de la nature des transformations, c'est- à dire du chemin suivi par cette transformation.
Cette variation ne dépend que de l'état initial (1) et de l'état final (2).
En d'autres termes, l'énergie interne est une fonction d'état, sa variation ne dépend pas du chemin suivi par la transformation.
Le premier principe de la thermodynamique s'annonce comme suit :
« Au cours d'une transformation quelconque d'un système non isolé, la variation de son énergie interne est égale à la quantité d'énergie échangée avec le milieu extérieur, par transfert thermique (chaleur) et transfert mécanique (travail)».