Енергия

Eнергия идва от старогръцката дума (ενέργεια) и означава действие, активност, сила в действие.^[4] Едни от най-ранните ѝ появи са в трудовете на Аристотел, без неговото авторството да може да се приема със сигурност, тъй като са били многократно преписвани и редактирани.

През латинския език, (energia), думата е преминала във френския, където най-често е употребявана в стилистичен смисъл (като „енергичен“).

В класическата механика понятието за енергия е развито първо от Готфрид Лайбниц и Йохан Бернули, които го описват като жива сила, vis viva. Холандецът Уилем Джейкъб Гравезанд (Willem 's Gravesande) прави експерименти, като пуска предмети с различно тегло от различни височини и определя, че проникването им в глинено блокче зависи от квадрата на скоростта. Маркиза Емили дьо Шатле в Уроци по физика (Institutions de Physique), книга публикувана през 1740 година, обединява идеите на Лайбниц с практическите наблюдения на Гравезанд и развива по-нататък идеята, че енергията на движещо се тяло е пропорционална на произведението на неговата маса и квадрата на скоростта, E ∝ mv².^[5]

През 1808 година, Томас Янг е първият, който употребява думата в съвременния ѝ смисъл.^[6] Густав Гаспар Кориолис описва кинетичната енергия през 1829 година, а Уилям Ранкин въвежда понятието потенциална енергия. През следващите години възникват нови понятия за различни форми на енергията – електрическа, химична, топлинна, атомна и т.н.

В химията това е енергията, която се свързва с атомите и молекулите и се дефинира като работата, извършена от електрическите сили при преподреждане на електрическите заряди. Ако химическата енергия при дадена химична реакция намалява, това означава, че е предадена на заобикалящата среда (най-често във формата на топлина). Ако химическата енергия се увеличава, това означава, че енергия от заобикалящата среда е превърната в химическа.

По време на метаболитни процеси химичните връзки се разкъсват и свързаните с това промени в енергията се изучават от биоенергетиката. Енергия често е съхранена в клетките във формата на химични връзки в молекулите.

Изригването на вулкани, земетресения, урагани, мълнии, всички те могат да се обяснят чрез трансформиране на един вид енергия в друга. Енергията за някои от тези явления идва от слънцето.

Тук могат да се видят едни от най-грандиозните трансформации на един вид енергия в друга (супернова, черна дупка) и еквивалентността на маса и енергия.

Видове енергия:
	Механична енергия
	Електрическа енергия
	Електромагнитна енергия
	Химична енергия
	Ядрена енергия
‹♦›	Топлинна енергия
${\displaystyle \emptyset }$	Енергия на вакуума
Хипотетична:
	Тъмна енергия

 Основна статия: Механична енергия

Механична енергия (в класическата механика) е сумата от кинетичната и потенциалната енергия на една система. Потенциалната енергия може да бъде гравитационна или еластична и е свързана с позицията на едно тяло в силово поле. За нея се използва символ E_p, V или Φ и се дефинира като работата, извършена срещу дадена сила при промяна на позицията на тялото спрямо отправна позиция. Потенциалната енергия може да се превърне в кинетична, която е наречена енергия на движението и най-често се означава със символа E_k.

Обобщение:

• кинетична енергия – енергията на движението на телата, бива транслационна и ротационна
• потенциална енергия – гравитационна потенциална енергия и еластична потенциална енергия
• механична енергия – сумата от кинетичната и потенциалната енергии

${\displaystyle \ E_{m}=E_{k}+E_{p}}$

 Основна статия: Вътрешна енергия

Вътрешната енергия на дадена термодинамична система се дефинира от Първия закон на термодинамиката. В по-простите термодинамични системи, като газ, разредена плазма и други, вътрешната енергия е кинетичната енергия на микроскопичното случайно движение на частиците от средата. При други по-сложни термодинамични системи, като течност, твърди тела, плазма и други, се отчита и потенциалната енергия на взаимодействие между тях.

 Основна статия: Електромагнитно поле

Електромагнитна енергия е енергията на електромагнитното поле или транспортираната от електрическия ток. Енергията се дефинира като способността да се извършва работа и електромагнитната енергия е просто един от типовете енергия. Примери на електромагнитна енергия:

• енергията, освобождаваща се в атмосферата по време на буря във формата на светкавица
• енергията, натрупана в намотките на електрически генератор в електростанция и след това пренесена по мрежата до потребителите;
• енергията, складирана в един кондензатор или в една батерия, която се освобождава в електрическата верига.

 Основна статия: Химическа енергия

Този раздел е празен или е мъниче. Можете да помогнете на Уикипедия, като го разширите.

 Основна статия: Ядрена енергия

Ядрена енергия (използва се често и като атомна енергия) е енергията, освобождаваща се при разпадането на атомното ядро и намираща приложение в енергетиката за получаване на електричество в резултат на контролирана верижна реакция.

Превръщането на масата в енергия се описва с уравнението ${\displaystyle E=mc^{2}}$ за еквивалентност на маса и енергия, изведено от Алберт Айнщайн през 1905 година.

Кинетичната енергия ${\displaystyle E_{k}}$ е енергия на система, която се дължи на движението на елементите ѝ. В Нютоновата механика тази енергия на частица с маса ${\displaystyle m}$ и скорост ${\displaystyle V}$ се определя с формулата

${\displaystyle E_{k}={{1 \over 2}\cdot {m}\cdot {V^{2}}}}$ ^[7]

Ако системата е затворена, то върху нея не въздействат никакви външни сили. Следователно по втория закон на Нютон, нейното ускорение е нула, което означава, че тя може да се движи само с постоянна скорост.

За система от тела кинетичната енергия е сумата от кинетичните енергии на съставящите я тела. Затова при преместване на едно твърдо тяло, масата е общата, а скоростта е общата скорост на всички елементи от това тяло.

Сила приложена и действаща на системата отвън е пропорционална на масата и ускорението:

${\displaystyle F=m.a}$

Съгласно Закона за запазване на енергията и Втория закон на Нютон за една механична система, ако на дадено тяло действа външна сила F, то работата A, извършена от тази сила, е равна на промяната в кинетичната енергия и е равна на силата умножена с изминатия от тялото път S:

${\displaystyle A=F.S=\Delta \ E_{k}=\mathbf {E} _{\mathrm {k2} }-\mathbf {E} _{\mathrm {k1} }}$

Ако заместим кинетичната енергия със съответната формула, за работата ${\displaystyle A}$ получаваме:

${\displaystyle F.S=\Delta E_{k}={{1 \over 2}\cdot {m}\cdot {V_{\text{k2}}^{2}}}-{{1 \over 2}\cdot {m}\cdot {V_{\text{k1}}^{2}}}={{1 \over 2}\cdot {m}\cdot {\Delta V^{2}}}}$ ^[8]

С други думи механичната работа, извършена от външна сила F, е пропорционална на масата и на квадрата на промяната в скоростта на тялото.

Мерната единица за кинетичната енергия е Джаул (J) – същата, като мерната единица за работа.

 Основна статия: Закон за запазване на енергията

Законът за запазване на енергията гласи:^[9]

• Йонизационна енергия
• Кинетична енергия
• Потенциална енергия
• Слънчева енергия
• Атомна енергия
• Релативистична енергия
• Механична енергия
• Закон за запазване на механичната енергия