Siltumapmaiņas procesā ķermenis saņem vai atdod enerģiju, kuru sauc par siltuma daudzumu.
Siltuma daudzumu apzīmē ar simbolu \(Q\) un tā mērvienība SI sistēmā ir džouls (\(\mathrm{J}\)).
Pievadot gāzei siltuma daudzumu \(Q\), gāze var veikt darbu \(A\) un tai var palielināties iekšējā enerģija \(ΔU\).
\(Q =ΔU + A\)
Šo sakarību sauc par pirmo termodinamikas likumu.
Šo likumu mēdz saukt arī par enerģijas nezūdamības likumu, jo tas nosaka, ka enerģija var pāriet no viena veida citā, bet tā nevar pazust vai rasties klāt no jauna.
Ja starp gāzi un apkārtējo vidi nenotiek siltumapmaiņa (\(Q = 0\)), tad procesu sauc par adiabātisku.
Pirmā termodinamikas likuma izteiksme mainās dažādos izoprocesos:
| Process | Nosacījums | 1. termodinamikas likums |
| Izotermisks | \(Q = A\) | |
| Izohorisks | \(Q= ΔU\) | |
| Izobārisks | \(Q =ΔU + A\) | |
| Adiabātisks | \(0=Q =ΔU + A\), \(A = -ΔU\) |
Adiabātiskajā procesā darbs rada iekšējās enerģijas izmaiņas, bet siltums netiek izdalīts. Ja gāzi strauji saspiež, tad siltumenerģija nepaspēj no gāzes pāriet uz apkārtni, palielinās gāzes iekšējā enerģija un absolūtā temperatūra. Piemēram, ja dīzeļdzinēja cilindrā strauji tiek saspiests gaiss, tā temperatūra paaugstinās un, iesmidzinot šajā gaisā degvielu, degviela aizdegas.
Sildot cietas vielas un šķidrumus, iekšējās enerģijas izmaiņa \(ΔU\) ir vienāda ar pievadīto siltuma daudzumu \(Q\):
\(Q = cmΔT\), kur
\(Q\) – siltuma daudzums, \(c\) – vielas īpatnējā siltumietilpība, \(m\) – ķermeņa masa, \(ΔT\) – temperatūru starpība.