Signification de l'énergie interne
Le premier principe indique que, lorsqu'un système reçoit de l'énergie de l'extérieur (chaleur ou travail), cette énergie peut servir, soit à augmenter son énergie cinétique (de translation ou de rotation), soit à augmenter son énergie interne.
L'énergie interne correspond donc en quelque sorte à une énergie stockée par le système à l'occasion de ses échanges avec l'extérieur.
D'un point de vue microscopique, l'énergie interne correspond à une somme de termes incluant :
l'énergie de cohésion atomique, qui peut être libérée lors d'une fission nucléaire, par exemple
les énergies de liaison intramoléculaires, qui pourront être affectées lors d'une réaction chimique
l'énergie cinétique microscopique (agitation thermique)
des énergies potentielles d'interactions entre éléments du système (correspondant à des forces de gravitation et à des interactions électrostatiques ou électromagnétiques)
Le premier principe ne fait apparaître que des variations de l'énergie interne. Les contributions d'interactions qui ne sont pas modifiées dans les transformations considérées (par exemple, la contribution nucléaire dans les applications du génie des procédés) n'ont donc pas à être prises en compte.
Le fait que l'énergie interne est une variable d'état signifie que sa variation lors d'une transformation ne dépend que des états initial et final, pas du chemin suivi dans l'espace des variables d'état, ni de la vitesse avec laquelle ce chemin est parcouru.