Значение внутренней энергии для теплопередачи и термодинамических процессов заключается в том, что она является функцией состояния системы. 24 Это значит, что внутренняя энергия однозначно определяется набором макроскопических параметров, характеризующих систему, и не зависит от предыстории процесса. 2

Для теплопередачи внутренняя энергия играет роль перехода от более горячего тела к более холодному без совершения механической работы. 2 Основные способы теплопередачи: теплопроводность, конвекция и излучение. 4 Количество переданной при теплообмене внутренней энергии называют количеством теплоты и считают положительной, если тело принимает теплоту, и отрицательной, если отдаёт. 3

В термодинамических процессах внутренняя энергия играет роль суммы кинетической энергии хаотичного теплового движения и потенциальной энергии взаимодействия всех молекул, составляющих тело. 1 Например, при совершении работы в термодинамике меняется не кинетическая или потенциальная энергия газа как целого тела, а кинетическая энергия его молекул, то есть внутренняя энергия газа. 3