Для обчислення внутрішньої енергії одноатомного ідеального газу необхідно середньокінетичну енергію руху одного атома помножити на число атомів у обсязі, що розглядається. Число атомів N, у свою чергу, може бути виражене через число Авогадро N_A та кількість речовини n = m/M.

Формула для знаходження внутрішньої енергії ідеального одноатомного газу через тиск та об'єм: U = 3 2 ⋅ p V {U= \dfrac{3}{2} \cdot p V} U=23⋅pV, де U — внутрішня енергія газу, p – тиск газу, V – обсяг газу.

Отже: U = U (T, V) – внутрішня енергія залежить від обсягу та температури.

Внутрішня енергія ідеального газу пропорційна його температурі. Щоб змінити внутрішню енергію речовини, треба повідомити йому деяку кількість тепла або зробити роботу. Робота в термодинаміці дорівнює зміни внутрішньої енергії системи: A = U. Робота газу в ізобарному процесі дорівнює A = P · ΔV.