波尔兹曼常数。例如，在理想气体中的一个粒子有三个自由度，因此，formula_2 总热能为在系统中所有粒子的热能总和。因此，对于一个有N个粒子的系统，formula_3请注意，"U"只是总系统能量的一部分，一些能量不随温度而改变，如势能、键能或不变质量（E=mc）。
与热量和内部能量的关系.热能是自发地从较热的系统或物体传递的能量。热能是转移的能量，而不是系统的性质;它不是在系统的边界内“包含”。另一方面，内在能量是系统的财产。在理想的气体中，内部能量是气体粒子的动