內能

內能，就是一團物質把握在自己內部的全部能量——它的分子之間一切抖動、旋轉和拉扯的總和。想像一個封閉的暖空氣盒子：裡面的分子四處飛舞，撞著盒壁，又振動又翻滾，還彼此拉扯。把這些隱藏的運動與吸引一點一滴全加起來，得到的就是內能。它不管盒子整體的速度，也不管它放在架子的多高處；只有鎖在內部、分子之間的那份能量才算數。

在熱力學裡它寫作 U，並且是一個狀態函數：它只取決於物質此刻的狀態——溫度、壓強、數量等等——而與到達這個狀態所走的路徑無關。正因如此，我們真正能測的，是兩個狀態之間內能的變化，記作 ΔU。日常工作中並沒有一個可以從中起算「絕對內能」的零點；我們談的總是它升高了多少、降低了多少。

這件事之所以重要，是因為 U 正是熱力學第一定律核心處的「記帳員」。能量可以作為熱流入系統，也可以作為功被推入系統，而內能這本流水帳會忠實地把兩筆都記下來。它正是那個守恆的量，讓我們能有底氣地說：能量從不會悄悄丟失——只會被搬動或轉化。