Energi kan inte skapas eller förstöras. Den kan bara ändra form. Den principen, energins bevarande, är en av fysikens mest grundläggande lagar. En berg-och-dalbana på toppen av en kulle har potentiell energi. När den faller blir den energin kinetisk energi. Längst ner rör sig bilen snabbt. När den klättrar uppför nästa kulle blir kinetisk energi potentiell energi igen. Den totala mängden energi förblir densamma hela tiden, minus lite som förloras på grund av friktion och luftmotstånd.

Lagen gäller för alla system, från en svängande pendel till en kärnreaktion. I ett slutet system är den totala energin konstant. I ett öppet system kan energi komma in eller ut, men den skapas eller förstörs aldrig. Termodynamikens första lag är ett uttalande om energibevarande. Den säger att förändringen i ett systems inre energi är lika med den tillförda värmen minus det arbete som systemet utför. Energibevarande är inte bara en bokföringsregel. Det är en begränsning som formar vad som är möjligt. En evighetsmaskin, som skulle skapa energi från ingenting, är omöjlig av denna anledning.

Energiformer

• Kinetisk. Rörelseenergi.
• Potential. Lagrad energi på grund av position eller tillstånd.
• Termisk. Energi för slumpmässig partikelrörelse.
• Kemikalie. Energi lagrad i bindningar.
• Kärnkraft. Energi lagrad i atomkärnor.

Energi bevaras, men den blir ofta mindre användbar. Det är ämnet för termodynamikens andra huvudsats, som introducerar entropi.