一つ一つの粒子の質量を測るときに原子質量単位uを定義する。炭素の同位体の質量
を用いて、
と表わされる。
マクロな系では質量数は非常に大きい値なので、アボガドロ数の倍数を使う。
で定義されるモル分率は系の構成割合を示す示強変数であり、異なる相では異なる値をとりうる。
圧力はエネルギー密度と同じ次元を持っている。1.4 理想気体の分子運動論より、圧力は粒子密度と運動エネルギーの積で表わされる。ここでeは理想気体の運動エネルギー密度である。
圧力は温度と同じように部分系で定義できる。系の圧力と気圧計の内部圧力の差
が面積素片にかかる力に相当する。
エネルギーは熱力学において中心的な役割を果たす量である。熱力学においてはマクロな量である系の全エネルギーだけが意味を持ち、個々の粒子のエネルギーは意味を持たない。
ピストンを考えた場合、系が外部にする仕事は
系に出入りするエネルギーは一般的に示強状態量と示量状態量の積で書き表される。 電磁エネルギーの場合なら
電気または磁気双極子モーメントを系が持つならば、
熱力学系に粒子を加えるのに必要な仕事を考える。粒子数をdNだけ変化させるのに必要な仕事を
と書く。ここで、は化学ポテンシャルと呼ばれ、系に粒子を足すときの抵抗を示す。
