Energía interna La magnitud que designa la energía almacenada por un sistema de partículas se denomina energía interna (U). La energía interna es el resultado de la contribución de la energía cinética de las moléculas o átomos que lo constituyen, de sus energías de rotación, traslación y vibración, además de la energía potencial intermolecular debida a las fuerzas de tipo gravitatorio, electromagnético y nuclear. La energía interna es una función de estado: su variación entre dos estados es independiente de la transformación que los conecte, sólo depende del estado inicial y del estado final. Como consecuencia de ello, la variación de energía interna en un ciclo es siempre nula, ya que el estado inicial y el final coinciden: Energía interna de un gas ideal Para el caso de un gas ideal puede demostrarse que la energía interna depende exclusivamente de la temperatura, ya en un gas ideal se desprecia toda interacción entre las moléculas o átomos que lo constituyen, por lo que la energía interna es sólo energía cinética, que depende sólo de la temperatura. Este hecho se conoce como la ley de Joule. La variación de energía interna de un gas ideal (monoatómico o diatómico) entre dos estados A y B se calcula mediante la expresión: donde n es el número de moles y Cv la capacidad calorífica molar a volumen constante. Las temperaturas deben ir expresadas en Kelvin. Para demostrar esta expresión imaginemos dos isotermas caracterizadas por sus temperaturas TA y TB como se muestra en la figura. Un gas ideal sufrirá la misma variación de energía interna (ΔUAB) siempre que su temperatura inicial sea TA y su temperatura final TB, según la Ley de Joule, sea cual sea el tipo de proceso realizado. Elijamos una transformación isócora (dibujada en verde) para llevar el gas de la isoterma TA a otro estado de temperatura TB. El trabajo realizado por el gas es nulo, ya que no hay variación de volumen. Luego aplicando el Primer Principio de la Termodinámica: El calor intercambiado en un proceso viene dado por: siendo C la capacidad calorífica. En este proceso, por realizarse a volumen constante, se usará el valor Cv (capacidad calorífica a volumen constante). Entonces, se obtiene finalmente: Esta expresión permite calcular la variación de energía intena sufrida por un gas ideal, conocidas las temperaturas inicial y final y es válida independientemente de la transformación sufrida por el gas. Máquina térmica Una máquina térmica es un dispositivo que realiza un trabajo mediante un proceso de paso de energía desde un foco claiente hasta un foco frio. Las máquinas térmicas o motores térmicos aprovechan una fuente de energía para realizar un trabajo mecánico. La energía transferida como calor a la máquina no puede a su vez ser transferida integramente por esta como trabajo: una parte de la energía debe ser transferida como calor. por ello las  máquinas térmicas constan de dos partes:  Un foco caliente, que cede enregía a la máquina mediante calor.  Un foco frío, que recibe energía de le máquina también mediante calor. Máquina de vapor: Fue la máquina térmica más utilizada hasta el siglo XX. La energía obtenida al quemar el combustible (gas, petróleo, carbón...) se emplea en calentar agua hasta convertirla en vapor. Este vapor desplazaba el émbolo, realizando asi un trabajo. Se utilizaban mucho en las locomotoras de vapor para el ferrocarril, pero en la actualidad ya no se usan tanto.                                                                                                                                                                                        Turbinas de vapor:Las turbinas de vapor  expulsan un chorro de vapor, calentando con la energía generada en la quema de un combustible, incide sobre las paletas de la rueda giratoria de la turbina realizando un trabajo macánico de rotación.  Se utiliza en las centrales termoeléctricas para mover los generadores eléctricos y en los barcos para accionar las hélices. Motores de explosión: Se utilizan en los automóviles. Aprovechan la energía generada en la combustión de una mezcla de aire con gasolina para mover un pistón. El trabajo macánico del movimiento del pistón de aprovecha para el desplazamiento del vehículo. Motor de reacción: También llamado turbina de gas. Es una máquina térmica de mayor potencia que el motor de explosión. Los gases generados continuamente al quemar un combustible son expulsados hacia atrás por una tobera impulsando el vehículo hacia delante. Se utilizan en aviación, para conseguir una mayor velocidad.