Première loi de la thermodynamique
La première loi (ou premier principe) de la thermodynamique introduit le dogme de la conservation d'énergie et de l'équivalence entre travail (W) et chaleur (Q) mesurés en Joules (J). Une turbine ou un piston transforment de la chaleur en travail. Dans un système fermé le bilan énergétique (W+Q=0) est nul par définition, ce qui rend impossible tout mouvement perpétuel sans apport externe d'énergie dès lors qu'il y a travail. Une augmentation d'énergie d'un côté se traduit par une diminution de l'autre. L'énergie se conserve (mécanique, thermique, chimique, électromagnétique), elle ne peut être ni créé, ni détruite mais elle se transforme. C'est à ce niveau que « rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme » (Lavoisier).
C'est un dogme intangible qui se réduit à exiger l'égalité entre la cause et l'effet, entre les deux côtés des équations, fondant la possibilité de la mathématisation de la physique (et en premier lieu de la dynamique). L'énergie se définit ainsi comme une constante numérique, ce qui implique de toujours chercher dans un bilan énergétique où est passée l'énergie manquante (sous forme de chaleur et de rayonnement). Car si l'énergie se conserve, elle se transforme aussi et dans sa transformation il y a de la perte, il n'y a jamais transformation intégrale dans une seule forme d'énergie mais toujours des fuites plus ou moins importantes dans les autres formes, ce qui débouche sur le second principe.