بسم الله الرحمن الرحیم
در فیزیک، انرژی (به فرانسوی: Énergie) (از واژه یونانی ἐνεργός، به معنی فعالیت، عملیات) یا کارمایه، خاصیت کمیتی است که برای انجام کار یا حرارت دادن باید به یک شی یا سامانه فیزیکی منتقل شود. انرژی، کمیتی بنیادین است که برای توصیف وضعیت یک ذره، شیء یا سامانه به آن نسبت داده می‌شود. در کتاب‌های مرجع فیزیک انرژی را به صورت توانایی انجام کار تعریف می‌کنند. در سیستم استاندارد بین‌المللی واحدها واحد انرژی ژول است که برابر است با مقدار کاری که نیروی ۱ نیوتون در جابجا کردن یک جسم به مقدار یک متر انجام می‌دهد. ِ تا به امروز گونه‌های متفاوتی از انرژی شناخته شده که با توجه به نحوهٔ آزادسازی و تأثیرگذاری به دسته‌های متفاوتی طبقه‌بندی می‌شوند که از آن‌ها می‌توان انرژی جنبشی، انرژی پتانسیل (گرانشی، الکتریکی، مغناطیسی)، انرژی گرمایی، انرژی شیمیایی، و انرژی هسته‌ای را نام برد. در علم فیزیک انرژی را به دو بخش تفسیم می‌کنند:
عامل، حامل و منبع همه گونه انرژی‌هایی که بشر از آن استفاده می‌کند (انرژی مواد فسیل، انرژی آبی و غیره) خورشید است، به جز انرژی هسته‌ای.
طبق نظریهٔ نسبیت مجموع «جرم و انرژی» پایدار و تغییرناپذیر است (و آن را قانون پایستگی انرژی می‌نامند)؛ بدین معنا که انرژی از شکلی به شکل دیگر یا به جرم تبدیل شود ولی هرگز تولید یا نابود نمی‌شود. بر طبق تئوری نور بقای جرم و انرژی پیامدی از این اصل است که قوانین فیزیکی در طول زمان بدون تغییر باقی می‌مانند. انرژی هر جسم (طبق نسبیت خاص) جنبش ذرات بنیادی آن جسم است و مقدار آن از معادلهٔ معروف آلبرت اینشتین بدست می‌آید: (باید توجه کرد که این معادله تنها انرژی موجود ذرات را نشان می‌دهد و نه دیگر گونه‌های انرژی (مانند جنبشی یا پتانسیل). انرژی توانایی انجام کار است یعنی ما برای اینکه بتوانیم کارهای خود را انجام دهیم یا حتی حرکت کنیم به انرژی نیاز داریم.
اصل بقای انرژی در حدود سال ۱۸۵۰ پایه‌گذاری شد. منشأ این اصل همانگونه که در مکانیک بکار می‌رود توسط کار گالیله و آیزاک نیوتن فهمانیده شد. در واقع هنگامیکه کار به عنوان حاصلضرب نیرو و تغییر مکان تعریف می‌شود، این تعریف تقریباً به‌طور خود کار از قانون دوم حرکت نیوتن تبعیت می‌کند. چنین مفهومی تا سال ۱۸۲۶ یعنی زمانی‌که ریاضی‌دان معروف فرانسوی معرفی شد، وجود نداشت. لغت نیرو (از نظر لاتین) نه تنها از دیدگاه مفهوم آن توسط نیوتن در قوانین حرکتش توصیف شد، بلکه در کمیت‌هایی که اکنون به عنوان کار و انرژی سینتیک (جنبشی) و پتانسیل (نهفته) تعریف می‌شوند بکار می‌روند. این ابهام برای مدت زمانی توسعه هر اصل کلی را در مکانیک در ورای قوانین حرکت نیوتنی مسدود نموده بود.
انرژی کل یک سامانه می‌تواند به انرژی جنبشی، انرژی پتانسیل یا ترکیب هایی از آن‌ها طبقه‌بندی و تقسیم شود. انرژی جنبشی توسط حرکت یک شیء یا اجزای آن تعیین می‌شود و انرژی پتانسیل بیان‌گر پتانسیل یک شیء برای حرکت است و معمولاً تابع موقعیت آن درون میدان است؛ یا ممکن است در آن ذخیره شده باشد.
| نوع انرژی | توضیحات |
|---|---|
| مکانیکی | انرژی ماکروسکوپیک منسوب به یک سامانه که مجموع انرژی پتانسیل و جنبشی است |
| الکتریکی | انرژی پتانسیل ناشی از میدان های الکتریکی |
| مغناطیسی | انرژی پتانسیل ناشی از میدان های مغناطیسی |
| گرانشی | انرژی پتانسیل ناشی از میدان های گرانشی |
| شیمیایی | انرژی پتانسیل ناشی از پیوند های شیمیایی |
| گرمایی | انرژی جنبشی حرکت میکروسکوپیک ذره ها |
| کشسانی | انرژی پتانسیل ناشی از تغییر شکل یک ماده |
| هسته ای | انرژی پتانسیلی که باعث بستگی ذرات هسته‌ای هاست |
| انرژی یونش | انرزی پتانسیلی که باعث بستگی الکترون به اتم یا مولکول آن است |
