Енергія молекул та її розподіл за ступенями свободи руху
З порівняння рівнянь стану ідеального газу, отриманих в статистичній фізиці та термодинаміц, Больцман зробив висновок: на одну ступінь свободи поступального руху однієї молекули ідеального газу в середньому припадає енергія
.
Тоді ідеальний газ з багатоатомною структурою, у якого кількість ступенів свободи руху більша - i=iпост+iоб+2iкол - матиме більшу середню енергію кожної молекули:
.
Тоді внутрішню енергію ідеального газу з багатоатомною структурою молекул слід розраховувати так:.
. 
. 
.