在热力学里，内能是热力学系统内两个具状态变数之基本状态函数的其中一个函数。内能是指系统所含有的能量，但不包含因外部力场而产生的系统整体之动能与位能。内能会因系统能量的增损而随之改变。
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化学能是内能的一种，指一些需要经由化学反应释放出来的能量。例如煤的能量是由燃烧释放出来的，贮存于煤里面的能量即称为化学能。电池里的化学物质，是借着化学变化而产生电能。
奈尔温度，TN，指的是反铁磁性材料转变为顺磁性材料所需要达到的温度。在这个温度的时候，晶体内部的原子内能会大到足以破坏材料内部宏观磁性排列，从而发生相变，由反铁磁性转变为顺磁性。
潜内能是指系统要产生相变时的内能变化，会随系统的成分，温度及压力，以及要产生的相变而不同。例如汽化热、熔化热、升华热等。潜内能一般会用单位质量或是单位莫耳下的能量来表示，例如焦耳/mol或英热单位/磅。正号表示能量加入系统中，负号表示从系统中移出能量。不过各参考资料也可能会有不同的定义。
热力学基本关系可将一热平衡封闭系统中的内能无穷小变化，表示为以下熵及体积的无穷小变化：
在热力学中，系统的内能可以由几组共轭变数的乘积来表示，例如温度/熵或压力/体积等。温度和熵二者互为共轭变数，压力和体积二者也互为共轭变数。除内能外，其他的热力学势也可以用共轭变数的乘积来表示。
在热力学中，系统的内能可以由几组共轭变数的乘积来表示，例如温度/熵或压力/体积等。温度和熵二者互为共轭变数，压力和体积二者也互为共轭变数。除内能外，其他的热力学势也可以用共轭变数的乘积来表示。
奈尔温度，TN，指的是反铁磁性材料转变为顺磁性材料所需要达到的温度。在这个温度的时候，晶体内部的原子内能会大到足以破坏材料内部宏观磁性排列，从而发生相变，由反铁磁性转变为顺磁性。
奈尔温度，TN，指的是反铁磁性材料转变为顺磁性材料所需要达到的温度。在这个温度的时候，晶体内部的原子内能会大到足以破坏材料内部宏观磁性排列，从而发生相变，由反铁磁性转变为顺磁性。
在化学中，分子在受到应力作用时会产生应变。应变会使得分子的结构更加不稳定，令分子的内能更高。应变令分子额外增加的内能称为应变能， 正如压缩后的弹簧可以受固定而防止势能释放，分子也可以通过该分子内的键合作用保持在热力学不稳定的构象上。 如果没有可以固定化构象的键，应变能就会释放出来。
热力学基本关系可将一热平衡封闭系统中的内能无穷小变化，表示为以下熵及体积的无穷小变化：
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