U = Q + W
Istnieją różne sformułowania tej zasady, zależnie od sytuacji:
1. Sformułowanie najbardziej ogólne:
Energia wewnętrzna układu zamkniętego nie zmienia się, niezależnie od przemian zachodzących w tym układzie.
2. Sformułowanie dla procesów cieplno-mechanicznych:
Zmiana energii wewnętrznej jest równa sumie pracy wykonanej przez układ bądź nad układem i ciepła dostarczonego lub oddanego przez układ.