იდეალური აირის თეორიაში მოლეკულების ურთიერთქმედების პოტენციური ენერგია ითვლება ნულის ტოლად. ამიტომ იდეალური აირის შინაგანი ენერგია განისაზღვრება ყველა მისი მოლეკულის მოძრაობის კინეტიკური ენერგიით. ერთი მოლეკულის მოძრაობის საშუალო ენერგია ტოლია

რადგან ერთ მოლში არის  მოლეკულა, ამიტომ ერთი მოლი აირის შინაგანი ენერგია იქნება

\(U_{0}=\bar{W}_{k}N_{A}=\frac{i}{2}N_{A}kT\)
ვითვალისწინებთ რა, რომ  , მივიღებთ
\(U_{0}=\frac{i}{2}RT\)

აირის ნებისმიერი m მასისითვის, ანუ მოლების ნებისმიერი რიცხვისთვის   შინაგანი ენერგია

ამ გამოსახულებიდან გამომდინარეობს, რომ U არის მდგომარეობის ცალსახა ფუნქცია და შესაბამისად, სისტემის მიერ ნებისმიერი პროცესის შესრულებისას, რომლის შედეგადაც სისტემა უბრუნდება საწყის მდგომარეობას, შინაგანი ენერგიის სრული ცვლილება ტოლია ნულის. მათემატიკურად ეს ჩაიწერება ასე