Aplicarea principiului I al termodinamicii la transformările gazului ideal

 

Energia internă U a unui sistem termodinamic reprezintă suma energiilor cinetice și potențiale de interacțiune ale tuturor moleculelor.  
Unitatea de măsură este J (Joule) în SI.

Pentru un gaz ideal, moleculele sunt identice, având aceeași masă m₀ și interacțiunile dintre ele sunt neglijabile. Astfel, energia internă este suma energiilor cinetice ale celor N molecule, având formula:  

unde reprezintă energia cinetică medie a unei molecule, cunoscută și sub denumirea de energie termică, iar v² este viteza pătratică medie (deoarece moleculele nu au aceeași viteză). Energia termică depinde exclusiv de temperatură.

 

Pentru gazul ideal monoatomic, există relația:  

unde k = 1,38 × 10⁻²³ J/K este constanta l