Energie interne et premier principe de la thermodynamique

Les particules constituant un système macroscopique sont animées de mouvements incessants et désordonnés. On parle d'agitation thermique, laquelle est mesurée, à l'échelle macroscopique, par la température. Plus la température est élevée, plus l'agitation thermique est importante, et plus l'énergie cinétique microscopique des particules est grande. L'énergie potentielle microscopique est, elle, due aux interactions entre les particules constituant le système.

• L'énergie interne U d'un système macroscopique résulte de contributions microscopiques : l'énergie cinétique microscopique et l'énergie potentielle microscopique : $U = E_{cm} + E_{pm}$.
• L'énergie mécanique E_m d'un système macroscopique résulte de contributions macroscopiques : l'énergie cinétique macroscopique et l'énergie potentielle macroscopique : $E_m = E_c + E_p$.
• L'énergie totale E_t d'un système macroscopique est la somme de son énergie interne et de son énergie mécanique : $E_t = U + E_m$.

Pour un système fermé évoluant d'un état initial vers un état final : $(\Delta E_t)_{i \to j} = (\Delta U)_{i \to j} + (\Delta E_m)_{i \to j}$.
Si le système macroscopique est au repos c'est-à-dire immobile $(\Delta E_t)_{i \to j} = (\Delta U)_{i \to j}$ car $(\Delta E_m)_{i \to j} = 0$