El teorema del cambio de energía interna (ΔU) es una pieza fundamental de la termodinámica, describiendo cómo la energía de un sistema varía en función del calor (Q) que absorbe o libera y el trabajo (W) que realiza o recibe. Para un sistema como un cilindro con un pistón móvil, el trabajo generalmente se refiere al trabajo mecánico realizado contra una presión externa. Si el sistema absorbe calor, su energía interna aumenta (Q es positivo). Si el sistema recibe trabajo (el entorno lo comprime), su energía interna también aumenta (W es positivo). Por el contrario, si el sistema libera calor o realiza trabajo al expandirse (empujando el pistón), su energía interna disminuye.
En la práctica de los cálculos, es común encontrarse con unidades de presión y volumen que, al multiplicarse (como atmósfera por litro, atm·L), representan trabajo o energía. Para simplificar, es altamente recomendable convertir directamente el producto atm·L a kilojulios (kJ) usando el factor de conversión: 1 atm·L equivale aproximadamente a 0.1013 kJ. Esta conversión es particularmente útil porque la mayoría de los cálculos de energía en volúmenes expresados en litros tienden a producir resultados en el rango de los kilojulios. Sin embargo, si los volúmenes se manejan en mililitros, la conversión directa a julios (J) suele ser más conveniente, dada la escala de las cantidades involucradas, manteniendo siempre la precisión.
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