瓦特改良蒸汽机是工业革命时期的重要创新之一，它的理论基础是热力学和热力学第一定律。热力学是研究热量和能量转换的学科，而热力学第一定律则是能量守恒定律的一个表述。

在瓦特改良蒸汽机中，热能从燃料中转化为蒸汽，再通过蒸汽的压力推动活塞运动，最终产生机械能。这个过程中，热能的转化和能量的守恒是至关重要的。

热力学第一定律表明，能量不会被消失，只会从一种形式转化为另一种形式。在瓦特改良蒸汽机中，燃料释放的热能被转化为蒸汽的热能，然后通过活塞运动转化为机械能。这个过程中，总能量守恒不变。

此外，热力学还研究了热量和功的转换关系，即热机效率。热机效率指的是从热量转换为机械功的比率，也就是热量转化为机械能时的能量损失。瓦特改良蒸汽机正是通过优化热机效率，使得燃料的能量转化为机械能更加高效。

总之，瓦特改良蒸汽机的理论基础是热力学和热力学第一定律。热力学的研究为工业革命时期的技术创新提供了重要的理论支持，使得人们可以更好地利用能源，推动人类社会的进步。