De forma direta, energia interna é uma grandeza termodinâmica que mensura o conteúdo total de energia encerrado pelas fronteiras que definem um sistema termodinâmico. Refere-se pois à energia total associada apenas aos constituintes do sistema em si. A energia interna não leva em consideração a energia eventualmente armazenada em interações do sistema com sua vizinhança. ^[1].
Em mecânica clássica, havendo ausência de forças dissipativas - em ausência de trocas de energia na forma de calor - a energia mecânica desempenha nos problemas mecânicos correlatos papel similar ao da energia interna nos problemas termodinâmicos: ambas se conservam em sistemas isolados. Contudo, ao contrário da energia mecânica, a energia interna engloba não apenas as energias cinéticas e potenciais macroscopicamente mensuráveis como também as energias associadas à interação ou movimento de todas as partículas microscópicas que integram o sistema. Havendo forças dissipativas - atrito e por tal calor - verifica-se que a energia mecânica - definida para corpos macroscópicos - não se conserva mesmo em sistemas isolados, contudo a energia interna se conserva mesmo sob tais condições - estabelecido que o sistema permaneça isolado - visto que esta considera também as energias associadas à estrutura da matéria em si.
Quando sob escopo da física moderna deve-se também incluir na energia interna uma parcela associada à energia de repouso devida às massas das partículas que integram o sistema (E=mc²).
No senso comum energia interna e calor são geralmente confundidos, mas é bom saber que os dois constituem-se por definições bem distintas, definições que implicam o fato de se poder dizer sem erro que um sistema qualquer possui energia interna e também o fato de jamais poder-se dizer corretamente que um sistema possui calor, já que calor é energia em trânsito entre corpos ou sistema devido a diferenças de temperaturas entre eles, e não propriedade de corpo específico.
Calor (Q) não corresponde pois a uma energia que o sistema possui; contudo, dada sua definição, sua presença pode levar a variações da energia interna de um sistema. Visto que há outra forma de variar-se a energia interna de um sistema, e esta dá-se via trabalho (W), o princípio da conservação de energia traz à tona a primeira lei da termodinâmica:
http://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_interna

 jamile e taina