Der Erste Hauptsatz betrifft die Energie und besagt, dass diese Größe konstant und unzerstörbar bleibt, während sie permanent umgewandelt werden kann. Bei genaueren Untersuchungen zum Wandel der Energie war aufgefallen, dass sie nicht vollständig in nützliche Arbeit überführt werden kann, sondern nur ein Teil von ihr dafür frei wird. Viel Energie geht bei der Tätigkeit von Maschinen in Form von Abwärme verloren. Um diese Tatsache genauer bestimmen und verstehen zu können, führte Rudolf Clausius den Begriff der Entropie ein. Damit konnte er die Energiemenge bestimmen, die bei der Verrichtung von Arbeit nutzbringend umgesetzt wird. Er musste nur ihre Gesamtmenge um die Entropie verringern.
