І закон термодинамики является частным случаем всеобщего закона сохранения и превращения энергии применительно к термодинамическим процессам.
Согласно закону сохранения энергии, энергия не может быть ни создана, ни уничтожена, а может быть преобразована из одной формы в другую: при этом превращении определенному количеству одной формы энергии всегда соответствует точно такое же количество энергии другой формы. Закон сохранения и превращения энергии был открыт М.В. Ломоносовым в 18 столетии. Превращение работы в теплоту было известно в глубокой древности: человек добывал огонь путем трения 2 кусков дерева друг о друга. Процесс перехода теплоты в механическую работу удалось осуществить только в конце 18 столетия, когда была создана паровая машина. В ней происходило превращение теплоты пара в механическую работу. Первая паровая машина была создана в 1765 г. И.И. Ползуновым. Теория значительно отставала от практики, и только в 19 столетии был подтвержден закон М.В. Ломоносова о сохранении и превращении энергии применительно к тепловым явлениям.
В 1842 г. немецкий врач Р. Майер сформулировал принцип эквивалентности взаимного перехода теплоты в работу в строго определенных количествах.
В 1843 г. Джоуль подтвердил этот принцип экспериментально.