Interne energie (U) is een fundamenteel concept in de thermodynamica en vertegenwoordigt de totale energie in een systeem. Het omvat de microscopische vormen van energie die verband houden met de componenten van het systeem, waaronder:

- Kinetische energie (Ek):Dit verwijst naar de energie die de deeltjes in het systeem bezitten als gevolg van hun beweging. Hoe sneller de deeltjes bewegen, hoe hoger hun kinetische energie.

- Potentiële energie (Ep):Potentiële energie vertegenwoordigt de opgeslagen energie binnen het systeem als gevolg van de interacties en rangschikkingen van de deeltjes. Het omvat verschillende vormen, zoals chemische bindingsenergie, potentiële zwaartekrachtenergie en elastische potentiële energie.

- Rustenergie (E₀):Deze term wordt soms opgenomen in de definitie van interne energie en verwijst naar de energie die verband houdt met de massa van de deeltjes zelf, volgens de beroemde vergelijking E₀ =mc², waarbij m de massa is en c de snelheid van het licht. In de meeste praktische toepassingen wordt rustenergie echter als constant beschouwd en niet opgenomen in berekeningen van interne energieveranderingen.

De totale interne energie van een systeem is de som van al deze microscopische energiebijdragen. Het is een uitgebreide eigenschap, wat betekent dat het afhangt van de hoeveelheid aanwezige stof. Voor een gesloten systeem (dat wil zeggen een systeem dat geen materie uitwisselt met zijn omgeving) kan de interne energie veranderen door verschillende processen, zoals warmteoverdracht, werk dat aan het systeem wordt gedaan of chemische reacties.

Het begrijpen van de interne energie van een systeem is cruciaal voor het analyseren en voorspellen van zijn gedrag, omdat het de totale energie vertegenwoordigt die beschikbaar is voor verschillende processen en transformaties. Door veranderingen in de interne energie te bestuderen, kunnen wetenschappers en ingenieurs inzicht krijgen in de energie-efficiëntie en prestaties van systemen, processen ontwerpen om de energiestroom te beheersen en het energiegebruik op verschillende gebieden optimaliseren.