Energi
Dalam fisika, energi adalah properti fisika dari
suatu objek, dapat berpindah melalui interaksi fundamental, yang dapat diubah
bentuknya namun tak dapat diciptakan maupun dimusnahkan. Joule adalah satuan SI
untuk energi, diambil dari jumlah yang diberikan pada suatu objek (melalui
kerja mekanik) dengan memindahkannya sejauh 1 meter dengan gaya 1 newton.
Kerja dan panas adalah 2 contoh proses atau
mekanisme yang dapat memindahkan sejumlah energi. Hukum kedua termodinamika
membatasi jumlah kerja yang didapat melalui proses pemanasan-beberapa
diantaranya akan hilang sebagai panas terbuang. Jumlah maksimum yang dapat
digunakan untuk kerja disebut energi tersedia. Sistem seperti mesin dan benda
hidup membutuhkan energi tersedia, tidak hanya sembarang energi. Energi mekanik
dan bentuk-bentuk energi lainnya dapat berpindah langsung ke bentuk energi
panas tanpa batasan tertentu.
Ada berbagai macam bentuk-bentuk energi, namun
semua tipe energi ini harus memenuhi berbagai kondisi seperti dapat diubah ke
bentuk energi lainnya, mematuhi hukum konservasi energi, dan menyebabkan
perubahan pada benda bermassa yang dikenai energi tersebut. Bentuk energi yang
umum diantaranya energi kinetik dari benda bergerak, energi radiasi dari cahaya
dan radiasi elektromagnetik, energi potensial yang tersimpan dalam sebuah benda
karena posisinya seperti medan gravitasi, medan listrik atau medan magnet, dan
energi panas yang terdiri dari energi potensial dan kinetik mikroskopik dari
gerakan-gerakan partikel tak beraturan. Beberapa bentuk spesifik dari energi
potensial adalah energi elastis yang disebabkan dari pemanjangan atau deformasi
benda padat dan energi kimia seperti pelepasan panas ketika bahan bakar
terbakar. Setiap benda yang memiliki massa ketika diam, memiliki massa diam
atau sama dengan energi diam, meski tidak dijelaskan dalam fenomena sehari-hari
di fisika klasik.
Menurut neraca massa-energi, semua bentuk energi
membutuhkan massa. Contohnya, menambahkan 25 kilowatt-jam (90 megajoule) energi
pada objek akan meningkatkan massanya sebanyak 1 mikrogram; jika ada timbangan
yang sebegitu sensitif maka penambahan massa ini bisa terlihat. Matahari
mengubah energi potensial nuklir menjadi bentuk energi lainnya; total massanya
akan berubah ketika energi terlepas ke sekelilingnya terutama dalam bentuk
energi radiasi.
Meskipun energi dapat berubah bentuk, namun hukum
kekekalan energi menyatakan bahwa total energi pada sebuah sistem hanya berubah
jika energi berpindah masuk atau keluar dari sistem. Hal ini berarti tidak
mungkin menciptakan atau memusnahkan energi. Total energi dari sebuah sistem
dapat dihitung dengan menambahkan semua bentuk energi dalam sistem tersebut.
Contoh perpindahan dan transformasi energi adalah pembangkitan listrik, reaksi
kimia, atau menaikkan benda.
Organisme hidup juga membutuhkan energi tersedia
untuk tetap hidup; manusia misalnya, membutuhkan energi dari makanan beserta
oksigen untuk memetabolismenya. Peradaban membutuhkan pasokan energi untuk
berbagai kegiatan; sumber energi seperti bahan bakar fosil merupakan topik
penting dalam ekonomi dan politik. Iklim dan ekosistem bumi juga dijalankan
oleh energi radiasi yang didapat dari matahari (juga energi geotermal yang
didapat dari dalam bumi.