Energi

Sejarah

Kata energi berasal dari bahasa Yunani Kuno: ἐνέργεια, yang kemungkinan muncul pertama kali dalam karya Aristoteles pada abad ke-4 SM. Kebalikan dengan definisi modern, energeia adalah konsep filosofis kualitatif yang sangat luas.
Pada akhir abad ke-17, Gottfried Leibniz mengusulkan ide bahasa Latin: vis viva, atau gaya hidup, yang didefinisikan sebagai perkalian antara massa objek dengan kuadrat kecepatannya; ia percaya bahwa total vis viva adalah kekal. Untuk memperhitungkan perlambatan akibat friksi/gesekan, Leibniz membuat teori bahwa energi termal terdiri dari gerak acak dari bagian pembentuk zat, meski pada akhirnya hal ini membutuhkan waktu lebih dari satu abad untuk diterima secara umum. Analogi modern dari besaran ini (energi kinetik) hanya berbeda pada faktor pengali setengah.
Pada tahun 1807, Thomas Young kemungkinan adalah orang pertama yang menggunakan istilah "energi" daripada vis viva. Gustave-Gaspard Coriolis menjelaskan "energi kinetik" pada tahun 1829, dan William Rankine memunculkan istilah "energi potensial" tahun 1853. Hukum kekekalan energi juga pertama kali dipostulatkan pada awal abad ke-19, dan berlaku pada semua sistem terisolasi. Pernah dipertentangkan apakah panas adalah substansi fisika atau bukan, atau hanyalah besaran fisika seperti momentum. Pada tahun 1845 James Prescott Joule menemukan hubungan antara kerja mekanik dengan munculnya panas.
Pengembangan ini memunculkan teori kekekalan energi, dirumuskan formal oleh William Thomson (Lord Kelvin) dalam termodinamika. Termodinamika memberikan penjelasan bagi pengembangan proses-proses kimia oleh Rudolf Clausius, Josiah Willard Gibbs, dan Walther Nernst. Clausius juga mengemukakan konsep entropi dan Jožef Stefan mengenalkan hukum energi radiasi. Menurut teorema Noether, hukum kekekalan energi adalah akibat daripada hukum fisika tidak berubah terhadap waktu.

SI dan satuan berhubungan

Satuan SI untuk energi dan kerja adalah joule (J), dinamakan untuk menghormati James Prescott Joule dan percobaannya dalam persamaan mekanik panas. Dalam istilah yang lebih mendasar 1 joule sama dengan 1 newton-meter dan, dalam istilah satuan dasar SI, 1 J sama dengan 1 kg m² s⁻².

Energi potensial

Berlawanan dengan energi kinetik, yang adalah energi dari sebuah sistem dikarenakan gerakannya, atau gerakan internal dari partikelnya, energi potensial dari sebuah sistem adalah energi yang dihubungkan dengan konfigurasi ruang dari komponen-komponennya dan interaksi mereka satu sama lain. Jumlah partikel yang mengeluarkan gaya satu sama lain secara otomatis membentuk sebuah sistem dengan energi potensial. Gaya-gaya tersebut, contohnya, dapat timbul dari interaksi elektrostatik (lihat hukum Coulomb), atau gravitasi.

Energi dalam

Energi internal adalah energi kinetik dihubungkan dengan gerakan molekul-molekul, dan energi potensial yang dihubungkan dengan getaran rotasi dan energi listrik dari atom-atom di dalam molekul. Energi internal seperti energi adalah sebuah fungsi keadaan yang dapat dihitung dalam sebuah sistem.

Energi dalam

Energi dalam adalah jumlah dari semua elemen energi mikroskopik yang ada pada sistem. Energi dalam merupakan energi yang dibutuhkan untuk menciptakan sistem. Energi dalam berhubungan dengan energi potensial, seperti struktur molekul, struktur kristal, gerak partikel, dan aspek geometri lain. Termodinamika berfokus pada perubahan energi dalam, tetapi bukan nilai absolutnya.