Tenaga dalaman

Dalam bidang termodinamik, tenaga dalaman (dengan simbol  U atau kadang kala  E) sesuatu sistem termodinamik atau sesuatu jasad yang mempunyai sempadan yang jelas nyata, adalah keseluruhan tenaga kinetik yang disebabkan oleh pergerakan translasi, putaran, getaran zarah-zarah; dan keseluruhan tenaga keupayaan yang berkait dengan getaran dan tenaga elektrik atom-atom di dalam molekul atau hablur. Ini termasuklah tenaga yang ada pada ikatan kimia dan tenaga dalam elektron yang bebas mengalir dalam logam-logam.

Tenaga dalaman bagi sinaran jasad hitam atau sinaran elektromagnet juga boleh dihitung. Ia merupakan suatu fungsi keadaan dalam sesebuah sistem dan juga suatu kuantiti ekstensif.

Unit SI bagi tenaga ialah joule. Unit-unit lama yang lain juga masih digunakan, contohnya calorie untuk haba. Tenaga dalaman juga boleh dinyatakan dalam bentuk intensif, dan ini dipanggil tenaga dalaman tentu (tenaga dalaman spesifik) dengan simbol huruf kecil u. Tenaga dalaman tentu adalah tenaga dalaman bagi setiap jirim suatu-suatu bahan. Oleh yang demikian, unit SI bagi tenaga dalaman tentu adalah J/kg. Jika tenaga dalaman dinyatakan berasaskan amaun bahan, maka ia dipanggil tenaga dalaman molar dengan unit J/mol.

Komposisi

Tenaga dalaman terdiri daripada kesemua jenis tenaga-tenaga yang terdapat dalam sistem. Ia berkait dengan struktur molekul dan darjah pergerakan molekul yang juga boleh dikatakan sebagai jumlah tenaga-tenaga kinetik dan keupayaan molekul-molekul tersebut. Tenaga dalaman merangkumi tenaga-tenaga berikut:

Jenis	Komposisi tenaga dalaman (U)
Tenaga deria	tenaga dalaman yang berkait dengan tenaga kinetik molekul-molekul di dalam sistem (translasi, putaran dan getaran molekul; translasi dan spin elektron; dan spin nukleus)
Tenaga pendam	tenaga dalaman yang berkait dengan fasa sesebuah sistem.
Tenaga kimia	tenaga dalaman yang berkait dengan ikatan kimia molekul-molekul.
Tenaga nuklear	tenaga (dengan jumlah yang banyak) yang berkait dengan ikatan antara nukleus-nukleus suatu atom.
Saling tindakan tenaga-tenaga	tenaga-tenaga yang tidak disimpan di dalam sistem (contohnya, pemindahan haba, pemindahan jirim dan kerja), yang telah dikenalpasti pada sempadan sistem apabila perpindahan berlaku. Ini merujuk kepada penambahan atau pengurangan tenaga di dalam sistem.

Jumlah kepada tenaga deria dan tenaga pendam adalah dipanggil tenaga haba atau dalam kejuruteraan perlombongan, haba sigma.

Hukum termodinamik pertama

Rencana utama: Hukum pertama termodinamik

Tenaga dalaman ditakrifkan dalam hukum termodinamik pertama, yang juga merujuk kepada keabadian tenaga:

$\Delta U=Q+W+W'\,$

iaitu

ΔU adalah perubahan tenaga dalaman dalam sesebuah sistem semasa sesuatu proses berlaku.

Q adalah haba yang ditambah ke dalam sistem (dihitung dalam joule bagi SI); iaitu bernilai positif apabila haba mengalir ke dalam sesebuah sistem, dan bernilai negatif apabila haba mengalir keluar daripada sesebuah sistem.

W ialah kerja mekanikal yang dikenakan pada sesebuah sistem (dihitung dalam joule bagi SI)

W' ialah tenaga yang ditambah daripada proses-proses yang lain

Hukum termodinamik pertama juga boleh dinyatakan menggunakan sebutan infinitesimal, iaitu:

$\mathrm {d} U=\delta Q+\delta W+\delta W'\,$