Indre energi
Den indre energi af et system er den energi der er knyttet til den tilfældige mikroskopiske bevægelse af molekylerne i systemet. Den indre energi inkluderer derfor ikke den energi der er knyttet til systemets bevægelse som en helhed, fx en væskes strømning eller en kugles makroskopiske bevægelse; normalt medregner man heller ikke den energi, systemet har fordi det befinder sig i et ydre tyngdefelt eller et elektrisk eller magnetisk felt.
En anden måde at udtrykke dette på er at den indre energi er den energi et system har i kraft af dets temperatur. Man bruger undertiden betegnelserne varmeenergi eller termisk energi for den indre energi, men den må ikke forveksles med varme der er en form for energioverførsel.
Man kan tænke på den indre energi som summen af molekylernes kinetiske, potentielle og kemiske energi. For gasser er den indre energi med god tilnærmelse simpelthen summen af den kinetiske energi af molekylerne (for en ideal gas gælder dette eksakt). Det implicerer at den indre energi er proportional med gassens temperatur.
Den indre energi er en såkaldt tilstandsfunktion: Den er kun en funktion af systemets tilstand, ikke af hvordan tilstanden er nået (om det fx er ved at udføre et arbejde på systemet eller ved at tilføre det varme). For en gas betyder det at den indre energi er fuldstændig bestemt af gassens tryk og volumen.
Den indre energi er et af de vigtigste begreber i termodynamikken; den betegnes normalt U. Loven om energiens bevarelse (termodynamikkens første hovedsætning) kan skrives ΔU = Q + W: Ændringen af den indre energi af et system er lig med den mængde varme der er overført til det, plus det arbejde omgivelserne har udført på systemet.