La primera ley de la termodinámica establece que la energía interna de un sistema es la suma de toda la energía asociada con sus componentes microscópicos. El calor se define como la transferencia de energía a través de la frontera de un sistema debido a una diferencia de temperatura, y se mide en unidades como calorías o BTU. Las conversiones entre calorías, julios y trabajo mecánico permiten cuantificar equivalentemente diferentes formas de energía.