俺に物理を教えてみろ

§４熱力学第一法則
　熱力では、巨視的な系を扱います。「巨視的」って言うのは人間の目に見える
って、ことね。それに対して微視的って言うのは原子・分子レベルということ。
その系の状態が、物理的にどのようにして特徴づけられるか、まず考えよう。
いままで、言ってきたように系のすべての原子状態を指定するようなことは
しない。巨視系は基本的には「圧力」「体積」「温度」という、３つの巨視的
物理量で特徴づけることができる。これは仮定といった方がよいでしょう。
で、良くやるのがシリンダーに入って、ピストンで押さえつけられた
気体を扱うことです。
　しかしここでは、直感的に考えやすくするため。
例として重りをつり下げたバネ（バネ定数　ｋ）を考えます。
（バネの素材は熱を通さない膜で覆われているとします）

体積　←→　バネの長さ ：x
圧力　←→　重りの重さ ：mg = F
温度　←→　バネを構成する金属の温度 ：T

という、アナロジーが成り立つとしてよろしい。
　ここまできて、内部エネルギー U という奴を考えてみよう。
バネ−重り系は x,mg,T で特徴づけられるのだから U は

　　U=U(x,mg,T)

という、関数であろうと思われます。