Закон сохранения энергии гласит, что при всех процессах, протекающих в изолированной системе, внутренняя энергия системы, представляющая собой сумму кинетических энергий и энергий взаимодействия (потенциальных энергий) частиц этой системы, остается постоянной. При этом в понятие изолированная система входит сама система и окружающая ее среда (рис. 1а). Об этом же говорит и первое начало термодинамики (принцип сохранения энергии). Исходя из него, система становится тем более стабильной, чем меньше ее внутренняя энергия, например, выделение тепла при смешении компонентов, когда раствор или сплав занимает минимальное энергетическое состояние.