ГЛАВА 20. ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ ГАЗА. ПРЕВРАЩЕНИЯ ЭНЕРГИИ В ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССАХ. ПЕРВЫЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ
Благодаря тому, что молекулы находятся в состоянии непрерывного движения и взаимодействуют друг с другом, любое макроскопическое тело, даже не движущееся в пространстве и не находящееся в поле внешних сил, обладает определенной энергией. Эта энергия, равная сумме кинетических энергий всех молекул и потенциальных энергий их взаимодействий друг с другом, называется внутренней энергией тела.
Внутренняя энергия идеального газа вычисляется элементарно, поскольку можно пренебречь потенциальной энергией взаимодействия молекул по сравнению с их кинетической энергией. Другими словами, внутренняя энергия идеального газа равна сумме кинетических энергий всех его молекул. Если каждая молекула газа состоит из одного атома (газ, состоящий из таких молекул, называется одноатомным), то кинетическая энергия каждой молекулы связана только с ее поступательным движением. Поэтому внутренняя энергия одноатомного идеального газа определяется соотношением
где 
, 
, 
, ... — скорости молекул газа; 
— средняя кинетическая энергия молекулы; N — число молекул. Используя определение температуры (17.6) и вводя в формулу (20.1) количество вещества 
(
— число Авогадро), получим
где k — постоянная Больцмана; 
— универсальная газовая постоянная.
