热力学第一定律，本质上是能量守恒定律在热力学系统中的体现。它表明在一个系统中，能量既不能被创造也不能被销毁，只能从一种形式转换为另一种形式，或者从一个系统转移到另一个系统。数学上，这可以表达为系统内能的改变等于系统吸收的热量与对外做的功之和，即 ( Delta U = Q W )。在这里，( Delta U ) 表示系统内能的变化，( Q ) 是系统与环境之间的热交换（当系统吸热时为正，放热时为负），而 ( W ) 是系统对外做的功（系统做功为负，外界对系统做功为正）。

物理中的热力学第一定律是什么

这一定律揭示了能量守恒的普遍原则，适用于各种物理过程，包括但不限于热能的传递、温度变化、以及能量在机械能、化学能、电能等不同形式间的转换。热力学第一定律的发现和验证归功于多位科学家的工作，如焦耳通过实验测量了热与功之间的转换关系，迈尔则从理论上提出了能量守恒的概念。

在实际应用中，热力学第一定律被广泛应用于工程设计，如热机效率的计算、制冷设备的设计、化学反应的热量计算以及理解自然现象，如天气系统和生物体的能量代谢。它不仅是一个理论基础，也是技术进步和工业发展中不可或缺的工具。