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部分根据经验，部分根据公理定义而作出的假设。热力学第一定律把能量定义为物质的一种属性；它是在热功当量的研究中逐渐形成的。 第一定律隐含了能量守恒。能量守恒定律的最有用的表述是：系统内能的改变等于系统吸收的热量减去系统对外界所作的功。这种表述把热流和功区分开，因为热流不能用功来表示。第一定律以数学式子表示：当一闭合系统由初态1到终态2时，1Q2＝E2－E1＋1W2；就控制体积系统而言， ；式中E表系统储存能，ei、ee分别为系统进口与出口处之单位质量之储存能。