Внутренняя энергия включает в себя энергию всевозможных видов движений внутри системы и энергию взаимодействия всех нее частиц. Из формулы (2.2.11)
видно, что внутренняя энергия идеального газа зависит только от его температуры, следовательно, является однозначной функцией состояния системы. Значение
в каком-либо состоянии системы не зависит от того, каким образом система пришла в это состояние. Иначе говоря, изменение внутренней энергии
при переходе системы из состояния
в состояние
не зависит от вида процесса перехода и равно разности значений
в этих состояниях
. Поэтому если в результате какого-либо процесса система возвращается в исходное состояние, то изменение ее внутренней энергии равно нулю:
. Следовательно, элементарное изменение внутренней энергии является полным дифференциалом.