(Fr.: énergie; Du.: Energie; Eng.: energy), begrip dat (evenals ‘kracht’ en ‘massa’) moeilijk is te omschrijven. Vaak wordt over ‘energie’ gesproken als ‘iets’ dat in staat is een kracht te verplaatsen over een weg, een omschrijving die wordt toegepast bij de leer der beweging van stoffelijke lichamen; daarbij wordt echter aangenomen dat het lichaam zelf bij deze beweging niet verandert.
Heeft men te maken met processen, waarbij dit laatste wel het geval is, dan is de omschrijving onvoldoende. Beter is dan ook energie te omschrijven als een niet-stoffelijk iets, dat in staat is veranderingen teweeg te brengen aan of in stoffelijke lichamen. Een verandering aan een stoffelijk lichaam kan bijv. zijn de verhoging van de temperatuur van dit lichaam. Voor de gevallen, waarin de ‘niet-stoffelijke energie’ gebonden is aan een stoffelijk lichaam, is het gebruikelijk dit lichaam aan te duiden met de naam energiedrager.
Er zijn verschillende soorten energie te onderscheiden.
Arbeid of mechanische energie: de energie die een kracht over een weg verplaatst.
Kinetische energie: de energie aanwezig in een lichaam ten gevolge van de snelheid van het lichaam.
Potentiële energie: de energie, aanwezig in een lichaam tengevolge van de plaats van dit lichaam in een krachtenveld, bijv. in het zwaartekrachtveld van de aarde.
Inwendige energie: de energie aanwezig in een lichaam tengevolge van de moleculaire opbouw van dit lichaam. Een lichaam is samengesteld uit moleculen en elk molecule vertegenwoordigt door haar beweging (translatie, vibratie en/of rotatie) en door de krachten die door de moleculen op haar worden uitgeoefend, een zekere hoeveelheid energie; de in een stof aanwezige energie is geheel vastgelegd door de toestandgrootheden van de stof, met andere woorden de inwendige energie is een functie van deze toestandgrootheden.
De inwendige energie van een stoffelijk lichaam zou men moeten kunnen berekenen via de beweging enz. van de moleculen. Dit gebeurt o.a. in de kinetische gastheorie. De opbouw van vrijwel alle stoffen is echter zo gecompliceerd, dat het normaal niet mogelijk is. Men beperkt zich in de praktijk dan ook bij de meeste stoffen tot het experimenteel bepalen van de toename van de inwendige energie ten opzichte van een zeker nulpunt. De waarden hiervan vindt men in de toestandtabellen van de desbetreffende stoffen. Zo is voor water als nulpunt gekozen het triplepunt van water (daar dit punt met zeer grote nauwkeurigheid te reproduceren is); de inwendige energie van het water is in dit punt gelijk gesteld aan nul.
Warmte- of thermische energie: de energiestroom op de grenslijn van twee lichamen met verschillende toestandgrootheid ‘temperatuur’, en uitsluitend veroorzaakt en in stand gehouden door dit temperatuurverschil. Deze energiestroom heeft tot gevolg een afname van de inwendige energie van het lichaam met de hogere temperatuur en een toename van de inwendige energie van het lichaam met de lagere temperatuur. De energie zal zo lang stromen totdat beide temperaturen aan elkaar gelijk zijn.
Zijn beide lichamen met elkaar in direct contact, dan vindt de energieoverdracht plaats door botsing tussen de moleculen van beide lichamen: men spreekt van conductievegeleiding. Bevinden beide lichamen zich op een afstand van elkaar (bijv. Zon - Aarde) dan vindt de energieuitwisseling tussen beide lichamen plaats door straling: men spreekt van stralingswarmte.
De begrippen warmte en inwendige energie worden vaak door elkaar gehaald. Deze verwarring is te wijten aan het feit, dat toen men nog geen goed beeld had van de opbouw van een lichaam, warmte gezien werd als een soort fluïdum (Fr.: calorique) dat bij een temperatuurverschil stroomt van het ene lichaam naar het andere. Namen zoals warmtecapaciteit, soortelijke warmte enz. herinneren hier nog aan (de met deze namen aangegeven grootheden passen nog zonder meer in de huidige leer der fysica).
Bij het bestuderen van energietransformaties wordt veelal ‘warmte’ beschouwd in relatie tot de temperatuur waarbij de warmte-uitwisseling plaatsvindt. Het maakt verschil of men warmte uitwisselt bij hoge of lage temperatuur. Gekoppeld hiermede is de entropie, een belangrijke grootheid in de thermodynamica.
Elektrische energie: de energie die vrijkomt wanneer elektrisch geladen deeltjes (elektronen) zich bewegen van een hogere potentiaal naar een lagere potentiaal. Bij een opsomming van energiesoorten worden normaal ook steeds vermeld de chemische energie en de kernenergie. Juist is dit niet daar beide in feite geen energiesoorten zijn; in welke vorm de energie aanwezig is (als arbeid, warmte of elektrische energie) hangt geheel af van de samenstelling van de reagerende stoffen en van de aard van het proces (bijv. reversibel of irreversibel).
Daar energie in staat is veranderingen teweeg te brengen aan of in stoffelijke lichamen en de mens in de samenleving steeds bezig is met het aanbrengen van dergelijke veranderingen, is er in de menselijke samenleving een grote vraag naar energie; deze vraag neemt steeds meer toe. Helaas is de energie, zoals zij in de natuur wordt gevonden (de primaire energie) daar niet aanwezig in een zodanige vorm, dat zij direct in het produktieproces kan worden gebruikt. Deze energie moet daartoe eerst via een of meer energietransformaties in een geschikte vorm worden gebracht. De energie kan naar de verbruiker worden getransporteerd vóór deze betreffende transformaties (dus als primaire energie) of na deze transformaties (dus als direct te gebruiken energie). De keuze hangt geheel af van de soort primaire energie, van de transportweg en van het doel waarvoor de verbruiker de energie nodig heeft. Een voorbeeld van een transport in de vorm van primaire energie is het transport van de energiedrager fossiele brandstof; een voorbeeld van een transport van direct bruikbare energie is elektrische energie. Spreekt men over het transport van warmte dan verstaat men hieronder dat bij de ‘warmteproducent’ aan een of ander transportmedium (bijv. water of lucht) een energiestroom ‘warmte’ wordt toegevoerd, deze energie met dit transportmedium als inwendige energie wordt getransporteerd en naderhand bij de verbruiker als een energiestroom ‘warmte’ weer wordt afgegeven. Hetzelfde krijgt men bij de ‘opslag van warmte'. Hier wordt een energiestroom ‘warmte’ aan het accumulerende medium toegevoerd, in dit medium als inwendige energie opgeslagen en naderhand weer als een energiestroom ‘warmte’ afgegeven.