Energie is de eigenschap van een systeem om arbeid te kunnen verrichten.
Er bestaan veel vormen van energie:
a) mechanische energie, waarin onderscheid gemaakt wordt tussen:
b) hoe sneller een voorwerp beweegt, hoe meer energie het bezit
hoe meer een bewegend voorwerp weegt, hoe meer energie het bezit;
c) zich bevindt, hoe meer arbeid het bij het neervallen kan verrichten.
In een gesloten mechanisch systeem zonder wrijving is de som van kinetische en potentiële energie constant: zo heeft een verticaal afgevuurde geweerkogel bij het afvuren alleen kinetische energie, op zijn hoogste punt alleen potentiële energie (want geen snelheid meer). en bij het neerkomen opnieuw alleen kinetische energie. Gedurende het volledig traject heeft de kogel (bij afwezigheid van wrijving). steeds een zelfde mechanische energie:
a) thermische energie, afkomstig van warmte;
b) chemische energie, ingevolge de mogelijke chemische reacties (bijvoorbeeld verbranding).;
c) stralingsenergie, ingevolge elektromagnetische velden, zoals zonnestraling;
d) nucleaire energie, ingevolge eigenschappen van atoomkernen;
e) met een positieve lading, en elektronen, met een negatieve lading. Gelijke ladingen stoten elkaar af, ongelijke ladingen trekken elkaar aan.
Er bestaat een algemene fysische wet van energiebehoud: in een gesloten systeem is de totale energiehoeveelheid constant. Mechanische, chemische en andere processen zetten een energievorm om in een andere.
Zo wordt in een elektriciteitscentrale op aardgas de chemische energie in het aardgas omgezet in thermische energie, waarvan een gedeelte wordt omgezet in mechanische energie die dan wordt omgezet in elektrische energie. De toegevoegde chemische energie is gelijk aan de som van de elektrische energie en de thermische energie (warmteverliezen + gerecupereerde warmte, bijvoorbeeld voor stadsverwarming).
De eenheid van energie (en van arbeid). is de joule (J). = de wattseconde. Deze stemt overeen met de energie nodig om het aangrijpingspunt van een kracht van 1 newton over 1 meter te verplaatsen in de richting van de kracht, of nog gelijk aan de energie die in 1 seconde geleverd wordt door 1 Watt.
Een veelvoud van deze eenheid, de kilowattuur (kWh. 1 kWh = 3.600.000 joule). is de meest gebruikte maat voor elektrische energie en in verschillende landen ook voor aardgas.
Er bestaan ook eenheden van energie die in een specifieke context worden gebruikt, zoals bijvoorbeeld de Btu (British thermal unit). of de Mtpe (megaton petroleum equivalent). voor de verbrandingswaarde van een brandstof. Zie hiervoor de tabel met conversiefactoren tussen energie-eenheden.
