Внутренняя энергия плотного газа отличается от внутренней энергии разреженного газа тем, что в плотном газе на величину внутренней энергии влияет плотность и объём. 2 Это связано с тем, что при малых расстояниях между молекулами существенный вклад во внутреннюю энергию вносит потенциальная энергия взаимодействия между частицами. 1

Для разреженного газа внутренняя энергия является функцией только температуры, так как между молекулами нет взаимодействия на расстоянии (отсутствует потенциальная составляющая внутренней энергии). 4

В плотном газе при расширении температура такого газа уменьшается, так как заметную роль играет притяжение между молекулами и связанная с этим притяжением потенциальная энергия взаимодействия между молекулами газа. 3 При расширении среднее расстояние между молекулами увеличивается, силы притяжения совершают отрицательную работу, и потенциальная энергия увеличивается. 3 А поскольку полная внутренняя энергия остаётся постоянной, кинетическая энергия молекул, а значит, и температура газа уменьшаются. 3