Energia Interna

A energia interna de um sistema pode ser definida como a soma das energias cinética e potencial de todos os átomos individuais do sistema.

Considere um sistema de um gás ideal monoatômico. Quando o gás é aquecido em volume constante, a energia cinética dos átomos aumenta, mas como não há interação entre os átomos, sua energia potencial permanece zero.

Portanto, a energia interna depende da energia cinética média dos átomos monoatômicos. É expresso como três sobre dois Nk_BT, onde N é o número de átomos de gás, k_B é a constante de Boltzmann e T é sua temperatura. Assim, a energia interna de um gás ideal em volume constante depende apenas da temperatura.

A energia interna de um sistema é uma função de estado. A água fervente que foi resfriada à temperatura ambiente tem a mesma energia interna que a água obtida pelo derretimento do gelo à temperatura ambiente.

Assim, a energia interna depende apenas do estado do sistema, não do caminho empregado para obtê-la. Portanto, é independente do caminho.