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L'energia interna è l'energia posseduta da un sistema a livello microscopico, cioè l'energia posseduta dalle entità molecolari di cui è composto il sistema,[1] escludendo i contributi "macroscopici", in particolare l'energia cinetica e potenziale del sistema visto nella sua interezza.[1]
Essa tiene conto dei seguenti contributi:
- energia traslazionale, rotazionale e vibrazione delle entità molecolari che lo compongono;[2]
- energia posseduta dagli elettroni;
- energia termica
- energia di punto zero (energia fondamentale posseduta a 0 K).
Tale forma di energia è una funzione di stato, cioè le sue variazioni dipendono solo dallo stato iniziale e finale della trasformazione termodinamica e non dal particolare percorso seguito per arrivare dallo stato iniziale allo stato finale.
L'energia interna esprime inoltre la quantità di energia libera di un sistema termodinamico in una trasformazione isocora e isoentropica (rispettivamente a volume ed entropia costanti).
Nel sistema internazionale viene misurata in joule.