Первый закон термодинамики формулирует закон сохранения энергии для замкнутой системы, где изменение внутренней энергии равно сумме работы, совершаемой над системой, и теплоты, переданной системе. Однако этот закон может не работать в следующих случаях:

Если система находится вне равновесия или проходит через необратимый процесс, то энергия может теряться в виде потерь из-за трения, теплопроводности или других потерь, не учтенных в упрощенном уравнении.

В случае квантовых систем или систем на микроскопическом уровне, где классические понятия о энергии могут не применяться.

При сильных гравитационных полях или в экстремальных условиях, где общая теория относительности или квантовая гравитация должны учитываться.

Если в системе происходят ядерные или ядерно-ядерные реакции, где происходят преобразования массы в энергию и наоборот.

В этих случаях первый закон термодинамики может требовать уточнений или модификаций для корректного описания изменения энергии в системе.