Cos'è energia interna?

L'energia interna di un sistema termodinamico rappresenta l'energia totale contenuta al suo interno, compresi sia l'energia cinetica delle sue particelle (come il moto delle molecole), sia l'energia potenziale (come le forze di interazione tra le particelle). L'energia interna è una grandezza scalare e viene solitamente indicata con la lettera U.

L'energia interna di un sistema può variare attraverso scambi di calore e lavoro. Se un sistema assorbe calore dal suo ambiente esterno o effettua lavoro sull'ambiente esterno, la sua energia interna aumenterà. Viceversa, se il sistema cede calore all'ambiente esterno o riceve lavoro dall'esterno, la sua energia interna diminuirà.

In un sistema isolato ed in equilibrio termodinamico, l'energia interna è costante, poiché non ci sono scambi di energia con l'esterno. Inoltre, la variazione di energia interna di un sistema è legata alla variazione di temperatura attraverso la relazione ΔU = nCΔT, dove ΔU rappresenta la variazione di energia interna, n il numero di moli del sistema, C la capacità termica molare del sistema e ΔT la variazione di temperatura.

L'energia interna di un sistema può essere misurata sperimentalmente utilizzando tecniche calorimetriche o calcolata utilizzando relazioni termodinamiche appropriate. È una grandezza fondamentale in termodinamica ed è spesso considerata insieme ad altre grandezze come entalpia ed entropia per analizzare e descrivere il comportamento dei sistemi termodinamici.