系統屬性注意：共軛變量以斜體顯示

材料特性

• 屬性數據庫

可壓縮性 β = ? {\displaystyle \beta =-}
熱膨脹 α = {\displaystyle \alpha =}

方程式

• 卡諾定理
• 克勞修斯定理
• 基本關系
• 理想氣體定律

• 麥克斯韋關系
• Onsager 互惠關系
• 布里奇曼方程
• 熱力學方程表

潛力

• 自由能
• 自由熵

• 內能 U ( S , V ) {\displaystyle U(S,V)}
• 焓 H ( S , p ) = U + p V {\displaystyle H(S,p)=U+pV}
• 亥姆霍茲自由能 A ( T , V ) = U ? T S {\displaystyle A(T,V)=U-TS}
• 吉布斯自由能 G ( T , p ) = H ? T S {\displaystyle G(T,p)=H-TS}

熱力學系統的內能是其中包含的總能量。 它是在給定內部狀態下創建或準備系統所必需的能量，包括勢能和內部動能的貢獻。 它記錄了由于系統內部狀態的變化而導致的系統能量的得失。 它不包括整個系統的運動動能，或來自周圍力場的任何外部能量。 孤立系統的內能是恒定的，表現為能量守恒定律，是熱力學xxx定律的基礎。 內能是廣延性質。

內能不能直接測量，了解其所有組成部分的知識很少有趣，例如其組成物質的靜態靜止質量能量。 熱力學主要只關心內能的變化，而不關心它的xxx值。 相反，通常定義一個參考狀態，并測量熱力學過程從該狀態開始的任何變化。 改變內能的過程是物質的轉移，或者是熱能的轉移，或者是熱力學功。 這些過程是通過系統特性的變化來衡量的，例如溫度、熵、體積和摩爾結構。 當不可滲透的容器壁阻止了物質的轉移時，系統被稱為封閉的。 如果容納壁既不通過物質也不通過能量，則稱系統是孤立的，其內部能量不會改變。

內能僅取決于系統的狀態，而不取決于從能量傳入或傳出系統的許多可能過程中的特定選擇。 它是一種熱力學勢能。 在微觀上，內能可以根據系統粒子的平移、旋轉和振動產生的微觀運動的動能以及與微觀力相關的勢能（包括化學鍵）來分析。

國際單位制 (SI) 中的能量單位是焦耳 (J)。 相對于質量的內能，單位為J/kg，即為比內能。 單位為J/mol的物質的量所對應的量就是摩爾內能。

系統的內能取決于它的熵 S、體積 V 和大質量粒子的數量：U(S,V,{Nj})。 它以能量表示形式表達系統的熱力學。 作為狀態的函數，它的參數完全是狀態的廣義變量。

除了內能之外，熱力學系統狀態的另一個基本函數是它的熵，作為函數 S(U,V,{Nj})，是相同的廣泛狀態變量列表，除了熵 S , 在列表中被內部能量 U 替換。它表示熵表示。

每個基數函數都是其每個自然變量或規范變量的單調函數。 每個都提供其特征或基本方程，例如 U = U(S,V,{Nj})，它本身包含有關系統的所有熱力學信息。