Energija sistema se može mijenjati i toplinskom
interakcijom sistema s okolinom.
Kada je npr. T0>T,
energija sistema će za vrijeme interakcije narasti za iznos topline
Q, koja kao i mehanički rad, može biti pozitivna (T0>T)
ili negativna (T0<T).
Toplinska interakcija je ravnotežna kada je razlika
između temperatura T0
i T zanemariva, a u slučaju kada razlika temperatura nije zanemariva
govorimo o neravnotežnim toplinskim interakcijama.
Pri
ravnotežnim toplinskim interakcijama moguć je prijelaz energije u oba
smjera, dok je pri neravnotežnim moguć prijelaz samo u jednom smjeru.
Najčešće
se događa da je sistem istovremeno u mehaničkoj i toplinskoj interakciji
s okolinom. U tom slučaju promjena unutrašnje energije sistema je jednaka
sumi iznosa interakcija: DU
= Q + W.
Gornji izraz je poznat kao prvi zakon termodinamike
za zatvorene sisteme. On vrijedi i za ravnotežne i neravnotežne interakcije.
Dalje