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内能是物体除去宏观上的动能和势能后各种能量的总和。一般来说，物体的内能代表了物体微观上的能量形式，比如说物体内部各个微观部分（原子、分子或离子等等）进行热运动的动能和势能的总和，符号是 U 或者 E，国际单位是焦耳。根据热力学第一定律，内能是一个状态函数。同时，内能是一个广度量，即是说两个部分的总内能等于它们各自的内能之和。
物体的内能的绝对值是无法计算的，应用中计算的只是内能的变化量。热力学第一定律指出，指定物体的内能的变化量等于外界对它作的功 W 和外界传递给它的热量 Q 的总和。
- δU = δW + δQ
理想气体的内能
- dU = CvdT
其中Cv是物体的定容比热容。对于理想气体，
，其中 R 是理想气体常数，γ 是一个和气体有关的常数，称为绝热指数。对于单原子理想气体，γ = 5 / 3 ，对于双原子理想气体，γ = 7 / 5 。至于实际气体，有[1]：
| 气体 | 绝热指数 |
|---|---|
| H2 | 1.410 |
| O2 | 1.397 |
| N2 | 1.402 |
| 空气 | 1.400 |
| SO2 | 1.272 |
