Energia interna de um sistema (U) é a soma das energias cinética e potencial das partículas que constituem um gás. Esta energia é uma característica do estado termodinâmico e deve ser considerada como mais uma variável que pode ser expressa em termos de pressão, volume, temperatura e número de mols. Assim para concluir podemos dizer que a energia interna de um gás depende diretamente da variação de temperatura que este gás sofre. Como a variação de energia interna não depende da variação de pressão ou de volume, podemos dizer que em um gráfico de P por V ela não dependerá do caminho.
Por exemplo, vamos supor que um mol de um gás ideal monoatômico esteja com temperatura de 3K. Qual será o valor da energia interna desse gás? Com g variando de acordo com o tipo de molécula.
E a variação de energia interna depende exclusivamente da variação de temperatura. De acordo com esta definição, é excluído da energia interna do energia para mover o ambiente do sistema, qualquer energia em campos relacionados força externa ( energia potencial, energia gravitacional, etc.) ou qualquer energia. Para que este somatório seja calculado, são consideradas as energias cinéticas de agitação , potencial de agregação, de ligação e nuclear entre as partículas. A partir das afirmações acima, podemos concluir que, a energia interna de certo número de mols de um gás perfeito, é totalmente dependente da temperatura, e que a energia interna de um determinado número de mols de um gás perfeito, é diretamente proporcional à temperatura absoluta do gás.