Parlando del primo principio si è introdotto il concetto di energia di un sistema, in particolare si parlato di energia interna.
Bisogna precisare cosa s’intende per energia interna ad un sistema.
S’intende interna l’energia posseduta dal sistema indipendentemente da interazioni con l’ambiente o dal sistema di riferimento scelto.
Una centrale idroelettrica frutta l’energia di una massa d’acqua raccolta in un bacino per far girare una turbina. L’energia sfruttata non è energia interna dell’acqua, poiché è energia potenziale dovuta all’altezza cui si trova il bacino rispetto alla turbina, quindi dipende dalla posizione dell’acqua nel campo gravitazionale terrestre e non dall’acqua come tale.
Un martello che batte su di un chiodo compie lavoro grazie alla sua energia cinetica. L’energia cinetica non è interna al sistema poiché dipende dal sistema di rifermento scelto: fissando il sistema solidale al martello l’energia cinetica sarebbe nulla. Quindi l’energia cinetica non dipende dal martello come tale.
Un petardo può esplodere indipendentemente da fattori esterni, quindi, l’energia chimica che produce il botto è energia interna.
Una molla compressa può compiere lavoro, ed il lavoro elastico è indipendente da cause esterne. Quindi l’energia elastica è interna.
Fatta questa precisazione, denotando con U l’energia interna e con E l’energia esterna, il primo principio si scrive così:
\[\Delta energia\, totale=\Delta U+\Delta E=Q-L\]