Karakteristične veličine koje opisuju toplotne pojave su:
• unutrašnja energija
• temperatura
• količina toplote
UNUTRAŠNJA ENERGIJA
Sva tijela građena su od čestica koje su u stalnom, neprestanom kretanju. U toku kretanja čestice se stalno međusobno sudaraju. Pošto se ovo kretanje vrši u tijelima naziva se unutrašnje kretanje, a odgovarajuća energija – unutrašnja energija.
Unutrašnja energija je zbir kinetičke i potencijalne energije uzajamnog djelovanja svih čestica tijela.
Unutrašnja energija tijela ne ovisi o njegovoj mehaničkoj energiji, već o masi tijela. Tijelo veće mase ima veću unutrašnju energiju.
Kretanje čestica može se jednostavno dokazati miješanjem tekućina. Kapnemo li tintu u čašu s toplom vodom i u čašu s hladnom vodom , golim okom možemo vidjeti da se tinta s vodom brže pomiješa u toploj nego u hladnoj vodi. To je posljedica bržeg kretanja čestica u toploj vodi. Pošto se čestice brže kreću u toploj nego u hladnoj vodi, znači da imaju i veću kinetičku energiju. Posljedica toga je i veća unutrašnja energija tople vode.
Unutrašnja energija se ne mjeri direktno, već se mjeri ΔU - promjena unutrašnje energije.
Unutrašnja energija tijela mijenja se izmjenom toplote s okolinom. Ako tijelo prima toplotu njegova unutrašnja energija se povećava, a ako predaje toplotu okolini, njegova unutrašnja energija se smanjuje. Osim izmjenom toplote s okolinom, unutrašnja energija tijela može se mijenjati radom.
Na primjer, zimi kada nam je hladno po rukama, protrljamo ih jednu o drugu pri čemu se one ugriju, odnosno poveća im se unutrašnja energija. Trljanjem jedne o drugu ruku savladavamo silu trenja duž dlanova – obavljamo rad. Taj rad pretvara se u unutrašnju energiju dlanova, te se povećava njihova temperatura. Unutrašnja energija tijela može se povećati ako se na njemu obavi rad, no moguć je i obrnuti proces u kojem se dio unutrašnje energije tijela pretvara u rad.
