A caracterização de um gás é feita por uma função de estado, a energia interna (U). Essa energia é a soma das energias associadas aos diferentes movimentos que as moléculas podem executar, contribuindo cada grau de liberdade com k_β T/2 (J) ou RT/2 (J mol⁻¹) para a energia interna. Como as moléculas monoatómicas só executam movimentos de translação segundo x, y e z, a sua energia interna é