Energie

Energie is het vermogen van een fysisch systeem om arbeid te verrichten. Het gangbare symbool voor energie is de hoofdletter E. De standaardeenheid is de joule, gesymboliseerd door J. Eén joule (1 J) is de energie die het resultaat is van het equivalent van één newton (1 N) kracht die over één meter (1 m) verplaatsing werkt. Er zijn twee hoofdvormen van energie, de zogenaamde potentiële energie en kinetische energie.

Potentiële energie, soms gesymboliseerd met U, is energie die in een systeem is opgeslagen. Een stilstaand voorwerp in een gravitatieveld, of een stilstaand geladen deeltje in een elektrisch veld, heeft potentiële energie.

Kinetische energie is waarneembaar als beweging van een voorwerp, deeltje, of verzameling deeltjes. Voorbeelden hiervan zijn het vallen van een voorwerp in een gravitatieveld, de beweging van een geladen deeltje in een elektrisch veld, en de snelle beweging van atomen of moleculen wanneer een voorwerp een temperatuur boven nul Kelvin heeft.

Materie is equivalent aan energie in de zin dat de twee aan elkaar gerelateerd zijn door de Einstein-vergelijking:

E = mc2

waarbij E de energie in joule is, m de massa in kilogram, en c de snelheid van het licht, gelijk aan ongeveer 2.99792 x 108 meter per seconde.

In elektrische circuits is energie een maat voor het vermogen dat in de loop van de tijd wordt verbruikt. In deze zin is één joule (1 J) gelijk aan één watt (1 W) gedissipeerd of uitgestraald gedurende één seconde (1 s). Een gebruikelijke eenheid van energie in elektriciteitsbedrijven is het kilowattuur (kWh), dat overeenkomt met één kilowatt (kW) die gedurende één uur (1 h) wordt gedissipeerd of uitgestraald. Omdat 1 kW = 1000 W en 1 h = 3600 s, is 1 kWh = 3,6 x 106 J.

Warmte-energie wordt door niet-wetenschappers soms aangegeven in Britse thermische eenheden (Btu), waarbij 1 Btu ongeveer gelijk is aan 1055 J. Het verwarmings- of koelvermogen van een klimaatregelingssysteem kan in Btu worden aangegeven, maar dit is technisch gezien een verkeerd gebruik van de term. De fabrikant of verkoper van het systeem heeft het in dit geval over Btu per uur (Btu/h), een maat voor het verwarmings- of koelvermogen.