Дененің ішкі энергиясы. Молекулалық физикада тек молекулалары өзгеріссіз қалатын құбылыстар ғана қарастырылады, сондықтан бұл құбылыстар кезінде тек молекулалық-кинетикалық және молекулалық-потенциялық энрегиялар ғана өзгереді деуге болады. Осындай ықшамдылық көптеген есептеулерді жеңілдетеді.
Энергияның сақталу заңы негізінде дененің ішкі энергиясының өзгерісі әрқашанда оның басқа денелермен және қоршаған ортамен өзара әрекеттесуінен деуге болады. Кейбір жағдайларда осы дененің өзара әрекеттесуі кезінде қанша энергия жоғалтқаны немесе қабылдағаны бойынша дененің ішкі энергиясының өзгерісін анықтайды. Басқа жағдайларда, керісінше, дененің ішкі энергиясының өзгерісі бойынша қоршаған ортаның және басқа да өзара әрекеттесетін денелердің қанша энергия алғанын анықтайды.
Денелер мен қоршаған ортаның арасындағы энергия алмасудың аса маңызды түрлерінің бірі жылу алмасу болып табылады.
Жылу алмасу. Денелер мен қоршаған ортаның арасындағы немесе дененің бөліктерінің арасындағы механикалық жұмыс атқарусыз өтетін энергия алмасу, жылу алмасу деп аталады. Жылу алмасу кезіндегі энергия алмасудың молекулалардың арасында өтіп жатқан жеке-дара соқтығысулардың нәтижесінде болатындығы анық. Осындай жылу алмасу кезінде тәжірибе көрсеткендей, ыстығырақ дененің температурасы төмендеп, ал температурасы төмен дене қызады. Ақыры жылу алмасуға қатысты денелердің температуралары теңесіп, жылу алмасу тоқтайды.
Жылу алмасу кезіндегі дененің ішкі энергиясының өзгерісін денеге берілген немесе денеден алынған жылу мөлшерін Q деп атайды. Егер жылу алмасу кезінде дененің ішкі энергиясы U шамасына артқан болса, онда дене Q жылу мөлшерін алды дейді. Ал егер осы процесс кезінде дененің ішкі энергиясы Uшамасына кеміген болса, онда дене Q жылу мөлшерін берді дейді. Демек, Q шамасы жылу алмасу процесі кезінде дененің алған немесе берген энергиясының сандық мөлшерін сипаттайды. Бұл дегеніміздің Q жылу мөлшерінің энергия және жұмыс тәрізді энергия бірліктерімен өлшенуі қажет дегенді білдіреді. СИ жүйесында жылу мөлшерінің өлшем бірлігі джоуль (Дж) болып табылады.
Жылу мөлшері дегеніміз жылу алмасу кезіндегі дененің ішкі энергиясының өзгерісінің мөлшері болып табылады және ол процестің түріне тәуелді болады. Бұл дегеніміз жылу мөлшері жайлы тек қайсы-бір процеске қатысты ғана әңгімелеуге болады деген сөз. Дене белгілі бір күйде тұрған кезде тек оның ішкі энергиясы жайлы ғана айтуға болады.
