分子平均動能由平動動能和轉動動能兩部分組成。 平動動能 = (3/2)*K*T，平均平動動能為其一個方向上的動能，即 1/3 平動動能 = (1/2)*K*T = 0.5 x 1.38066 x 10^(-23) J/K x 273K ≈ 1.88 x 10^(-21) J 轉動動能 = nKT/2，對於單原子分子不能轉動，故 n=0；雙原子分子有繞對稱中心的轉動，n=2；三原子乃至多原子分子會在軸上有伸縮振動，n=3。氧氣分子 O2 的平均轉動動能 = 2KT/2 = 1.38066 x 10^(-23) J/K x 273K ≈ 9.4 x 10^(-22) J

設容器體積為V,氧分子相對分子質量為M,平均動能為Ek,容器內氧氣分子數密度（單位體積內分子數）為n1,氧氣物質的量為n2,阿伏伽德羅常數為Na.

且由氣體壓強微觀公式P=(2/3)n1Ek

由克拉伯龍方程得PV=n2RT

且n1=(n2Na)/V n2=m/M

聯立以上各個式子得 Ek=(3RT)/2Na (式中R為一物理常數）

若引入波爾茲曼常數K=R/Na ,帶入答案化簡後可得 Ek=3/2KT

對於氧氣內能的計算,一般條件下（將氧氣視為理想氣體）,氣體的勢能可以忽略不計.

故內能為氣體總動能,設內能為W

所以W=Ekn2Na=(3KTmNa)/(2M) (以上各式乘號均省略,除號用/表示,且引入常數及字母以作說明）