内能

内能，就是一团物质把握在自己内部的全部能量——它的分子之间一切抖动、旋转和拉扯的总和。想象一个封闭的暖空气盒子：里面的分子四处飞舞，撞着盒壁，又振动又翻滚，还彼此拉扯。把这些隐藏的运动与吸引一点一滴全加起来，得到的就是内能。它不管盒子整体的速度，也不管它放在架子的多高处；只有锁在内部、分子之间的那份能量才算数。

在热力学里它写作 U，并且是一个状态函数：它只取决于物质此刻的状态——温度、压强、数量等等——而与到达这个状态所走的路径无关。正因如此，我们真正能测的，是两个状态之间内能的变化，记作 ΔU。日常工作中并没有一个可以从中起算「绝对内能」的零点；我们谈的总是它升高了多少、降低了多少。

这件事之所以重要，是因为 U 正是热力学第一定律核心处的「记账员」。能量可以作为热流入系统，也可以作为功被推入系统，而内能这本流水账会忠实地把两笔都记下来。它正是那个守恒的量，让我们能有底气地说：能量从不会悄悄丢失——只会被搬动或转化。