【摘要】：解 氦气是单原子分子，其自由度i＝3，只有平动动能，一个氦气分子的平均动能为氢气是双原子分子，其自由度i＝5，包括3个平动自由度和2个转动自由度，一个氢气分子的平均动能为根据理想气体的内能公式，1kg氦气的内能为1kg氢气的内能为上述结果可以看出，一个分子的平均动能虽然很小，但由于系统内的气体分子数非常庞大，一定量理想气体的内能可以达到很大的值．
气体分子除了上述动能（平动动能、转动动能、振动动能）外，分子和分子之间还存在一定的相互作用力，因而也具有一定的势能．气体分子的动能以及分子之间相互作用的势能的总和构成了气体内部的总能量，称为气体的内能．
其中NA为1mol理想气体的分子数，即阿伏伽德罗常数．
质量为M（摩尔质量为Mmol）的理想气体的内能是
可以看出，一定量理想气体的内能只取决于分子自由度数和温度．对于给定气体，自由度数是确定的，所以其内能仅是温度的单值函数，这是理想气体的一个重要性质．
由式（4.7），对一定量理想气体，当温度变化时，内能也发生变化，其改变量为
上式可知，一定量理想气体在不同的变化过程中，只要温度的变化量相同，则内能的变化量也相同，与过程进行的方式无关．这在热力学系统状态变化过程中将要用到．
例4.3 计算温度为300K时，一个氦气分子和一个氢气分子的平均动能及1kg氦气和1kg氢气的内能是多少？
解 氦气是单原子分子，其自由度i＝3，只有平动动能，一个氦气分子的平均动能为
氢气是双原子分子，其自由度i＝5，包括3个平动自由度和2个转动自由度，一个氢气分子的平均动能为
根据理想气体的内能公式，1kg氦气的内能为
1kg氢气的内能为
上述结果可以看出，一个分子的平均动能虽然很小，但由于系统内的气体分子数非常庞大，一定量理想气体的内能可以达到很大的值．
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