Внутренняя энергия
Термодинамика изучает превращения энергии из одного вида в другой в макроскопических системах и не уделяет особого внимания молекулярному строению. Сумма кинетической и потенциальной энергий всех частиц тела — это его внутренняя энергия, U = E_k + E_p. Молекулы идеального газа не взаимодействуют, поэтому потенциальная энергия равна нулю, и внутренняя энергия есть сумма кинетических энергий всех молекул: U = N·(3/2)kT. Следовательно, для одноатомного идеального газа U = (3/2)(m/M)RT = (3/2)νRT, а по уравнению состояния U = (3/2)pV. Значит, внутренняя энергия данного количества идеального газа зависит только от температуры, и её изменение равно ΔU = (3/2)νRΔT. Внутренняя энергия изменяется и тогда, когда жидкость превращается в газ или твёрдое тело — в жидкость: при плавлении она возрастает, а при затвердевании убывает.
Игра с тремя карточками: «внутренняя энергия растёт / уменьшается / не изменяется». Учитель называет ситуацию (плавление льда, охлаждение газа, изотермическое расширение газа); группы поднимают подходящую карточку и дают объяснение одним предложением.