尽管无法确定系统的 U _{final 和 U initial 的值，但第一定律热力学只需要＆lt; U 的值，即使不知道 U final ＆nbsp; 和 U的值也可以确定 initial 。当 U final ＆gt;出现正值时，＆lt; U U 为正。 U initial ，表示系统已从周围环境获取能量。当 U final ＆lt;等于负值时，＆lt; U U 为负。 U initial ，表示系统已向周围环境失去能量。}

热量（热能）和功（机械能）是系统与周围环境交换能量的两种不同方式。当能量从周围环境吸收热量（ q ）或周围环境在系统上起作用时（ w ），能量就会转移到系统中。

例如，如果将能量浸入热水中（金属丝吸收水的热量），或者当金属丝快速来回弯曲（由于金属丝变热，则能量会转移到室温金属丝中）完成的工作）。这两个过程都增加了导线的内部能量，这反映在导线温度的升高中。相反，当热量从系统散失或系统确实在周围环境中工作时，能量会从系统中转移出去。例如，火箭燃料的燃烧释放出大量的热量，并且还通过施加一定距离的作用力（使航天飞机从地面升空）在周围环境中进行工作。这两个过程都会降低系统的内部能量。

内部能量，热量和功之间的关系可以用以下等式表示: