Energíja je sestavljenafizikalna količina. Je neusmerjena (skalarna) veličina in je povezana s sposobnostjo opravljanjadela in/ali prenosatoplote. Poimenovanje izhaja izstarogrškegastarogrškoἐνέργεια: energeia –dejavnost, oziromastarogrškoἐνεργός: energos –dejaven,delaven. Pozakonu o ohranitvi energije se skupna energija sistema spremeni natanko za prejeto ali oddano delo oziroma toploto. Energije se torej ne da ustvariti ali uničiti – če se je na primer, na račun oddanega dela zmanjšala skupna energija opazovanega sistema, se je za natanko toliko na račun prejetega dela povečala energija njegove okolice. Možnost pretvarjanja energije v delo opisujedrugi zakon termodinamike.
V življenju se energijo povezuje s sposobnostjo teles, da opravljajo delo.Energijske izgube vtehniki in širše predstavljajo vloženo energijo, ki se je ne rabi za koristen namen. V fiziki je energija povezana s stanjem sistema. Energija, ena najpomembnejših fizikalnih količin, nastopa venergijskem zakonu: spremembapolne energije sistema je enaka vsoti dovedenega dela in dovedene toplote.
Polno energijo sestavljajokinetična energija, ki jo ima telo zaradi svojegagibanja,potencialna energija, ki jo ima telo zaradi svoje lege glede na druga telesa, delujoča nanj z gravitacijsko (težnostna potencialna energija) ali električno silo (električna potencialna energija), energija električnega polja, ki jo imaelektrično polje, energijamagnetnega polja, ki jo ima magnetno polje,notranja energija, ki jo ima telo zaradi svojega stanja inlastna energija, ki jo ima telo zaradi svoje lastne mase.
Enota za merjenje energije jejoule, poleg tega se rabijo še njene izpeljanke (kJ, MJ, PJ, itd.) Običajno je bolj poznana druga oblika enote Ws (wattsekunda, 1J = 1Ws) in izpeljanke, kot so Wh,kWh, MWh. Druge enote za energijo so šeelektronvolt,kalorija,erg inBTU.
Kinetična energija je energija, ki jo imatelo zaradi svojega gibanja. Gibanje je lahkotranslacijsko, s čimer je povezanatranslacijska kinetična energija:
Pri tem jemmasa telesa,v pa njegovahitrost.
Telesa, ki nisotočkasta, se lahko tudivrtijo okrog svojeosi. S tem je povezanavrtilna alirotacijska kinetična energija:
Pri tem jeJvztrajnostni moment telesa, ω pa njegovakotna hitrost.
V splošnem se lahko vsako gibanjetogega telesa razstavi na translacijsko gibanje ter vrtenje okrog lastne osi, zato se lahko njegovo kinetično energijo izračuna kot vsoto translacijske kinetične energijetežišča ter rotacijske kinetične energije pri vrtenju okrog osi, ki prebada težišče.
Potencialna energija je energija, ki jo ima telo vpolju sil. Telo z danomasom ima tako vgravitacijskem polju določenotežnostno potencialno energijo:
kjer jegtežni pospešek,h pa višina telesa glede na izbrano ničelno ravnino, kjer je po dogovoru potencialna energija enaka nič.
Telo z danim električnim nabojem ima v električnem polju električno potencialno energijo.
Potencialno energijo se lahko vpelje v kateremkoli polju sil, če so sile konservativne.
Pogosto se vsota kinetične in potencialne energije imenuje tudimehanska energija.
Notranja energija je energija, ki jo ima telo zaradi svojega stanja. Stanje sistema se navadno opredeli stermodinamskimi spremenljivkami, kot sotemperatura,tlak aliprostornina. Posebej enostaven zgled za odvisnost notranje energije od stanja sistema jeidealni plin.
Za razliko od kinetične in potencialne energije, ki se nanašata na »zunanje« stanje sistema – ali se telo kot celota giblje, kakšna je lega njegovegamasnega središča – se knotranji energiji prišteva prispevke, ki se nanašajo na »notranje« stanje snovi. Taka je po eni strani na primer kinetična energija gradnikov snovi, po drugi pa tudi vrsta prispevkov, ki imajo naravopotencialne energije: energija kemijskih vezi, energija jedrskih vezi ipd.
Prožnostna energija je energija, ki jo imaprožno deformirano telo. Prožnostna energija napete vijačnevzmeti, za katero veljaHookov zakon, je tako enaka:
Pri tem jex raztezek,k pakonstanta vzmeti.
Prožnostno energijo imajo napeta ali stisnjena prožna telesa (vzmet, elestika, ...). Telesa so prožna, če se po prenehanju delovanja sil povrnejo v prvotno obliko. Napeto ali stisnjeno telo, je zmožno opravljati delo, zato se mu pripisuje posebno obliko energije – prožnostno energijo. Prožnostna energija vzmeti je sorazmerna s kvadratom spremembe njene dolžine. Enaka je polovičnemu produktu koeficienta vzmeti in kvadrata njenega raztezka ali skrčka.
Snov se kemijsko ne spremeni, če se ji spremenitoplotna energija. Zgledi: hladna – vroča voda, voda – vodna para, stisnjen zrak, ...
Kemijska energija je energija, povezana z nastankom in razgradnjokemijskih vezi vmolekulah. Pri vezaviatomov v molekule se lahko nekaj energije sprosti, če gre zaeksotermno reakcijo. Nasprotno je treba za razgradnjo kemijske vezi, s katero so povezani atomi v molekuli, priendotermnih reakcijah vložiti nekaj energije.
Kemijska energija predstavlja največji delež tehnično izrabljene energije: kemijsko energijopremoga,mazuta alizemeljskega plina se pretvarja vtoploto za ogrevanje, kemijsko energijo premoga, mazuta ali zemeljskega plina se pretvarja vtermoelektrarnah velektrično energijo, kemijsko energijo različnihnaftnih derivatov se pretvarja vavtomobilskih,letalskih aliladijskih motorjih v kinetično energijo ipd.
Snov se kemijsko spremeni, če se ji spremeni kemijska energija. Zgledi: poln – prazen električniakumulator, drva – pepel, bencin – izpušni plini, ...
Podobno kot so vezaniatomi vmolekuli, so vezani tudinukleoni vatomskem jedru, le da te povezujemočna jedrska sila. Pri procesih, pri katerih se jedra preoblikujejo, se lahko del te energije sprosti kotjedrska energija.
Prijedrski reakciji se spremenijo atomi. Zgledi:238U -239Np -239Pu,232Th -233Pa -233U
Posebna teorija relativnosti ponuja zvezo medlastno oziromainvariantno oziromamirovno energijo telesa in njegovomaso:
Pri tem jemmirovna masa telesa,c pahitrost svetlobe vpraznem prostoru.
Te vrste energije se pojavijo za krajši ali daljši čas, ko ena izmed neprehodnih oblik energije menja lego, sistem ali obliko. Teh oblik se ne da shranjevati kot takšnih; so kratkotrajne narave.
Na primer deloenofaznega izmeničnega toka
kjer je:
Na primer količinatoplote, ki jo sprejme ali odda snov:
kjer je:
Na primerdelo sileF, ki deluje na potis:
kjer je:
