El significado físico de la diferencia Uf – Ui = ΔU , es que representa el incremento de energía interna del sistema. La ecuación (4) es entonces la expresión matemática del Principio de Conservación de la Energía.
La energía interna es una función de estado, es decir, una función de las variables termodinámicas que son necesarias para definir el estado del sistema. Para un sistema homogéneo, de composición constante, la energía interna puede tomarse como una función de sólo dos cualesquiera de las variables termodinámicas.
Por ejemplo si tomamos U = f ( T,V), para una transformación infinitesimal, o sea cuando los estados inicial y final están infinitamente próximos, la variación de energía interna será una diferencial exacta ya que es la diferencial de una función real. Matemáticamente se podría escribir entonces:
Análogamente para U = f (T,P)
Como la energía interna de un sistema depende evidentemente de la cantidad de
sustancia contenida en el sistema, será una propiedad extensiva, como ya se ha
definido. Cualquier variación de la masa del sistema provocará una variación de su
energía interna. Por el mismo motivo, el incremento de energía interna ΔU para un
proceso, depende de la cantidad de sustancia contenida en el sistema que sufre la
transformación.