Enerji
Enerji biçimleri

Bir sistemin toplam enerjisi potansiyel enerji, kinetik enerji veya bu ikisinin çeşitli şekillerde birleşimi şeklinde alt bölümlere ayrılabilir ve sınıflandırılabilir. Kinetik enerji bir nesnenin hareketi veya nesnenin bileşenlerinin bileşik hareketi tarafından belirlenirken, potansiyel enerji bir nesnenin hareket etme potansiyelini yansıtır ve genellikle nesnenin bir alandaki konumuna veya kendi alanında depolanana bağlıdır.
Bu iki kategori tüm enerji türlerini tanımlamak için yeterli olsa da, potansiyel ve kinetik enerjinin belirli kombinasyonlarına kendi formu olarak atıfta bulunmak uygundur. Örneğin, bir sistemdeki öteleme ve dönme kinetik ve potansiyel enerjilerinin toplamı mekanik enerji olarak anılırken, nükleer enerji, diğer örneklerin yanı sıra, atom çekirdeğindeki nükleer kuvvet veya zayıf kuvvetten kaynaklanan birleşik potansiyelleri ifade eder.
Enerji birçok biçimde var olabilir:
Doğa bilimlerinin içerisinde, çeşitli enerji biçimleri tanımlanabilir.
Kimyasal enerji: Yemek, pil vb. maddelerdeki depolanmış enerjidir.
Isı enerjisi: Atomların hareketinin enerjisidir.
Potansiyel enerji: Bir maddenin durumuna göre sahip olduğu enerjidir (yokuştaki tekerlek, esnetilmiş lastik veya havada tutulan top gibi).
Kinetik enerji: Bir maddenin bir yerden başka bir yere gitmek veya dönmek için ihtiyaç duyduğu enerji türüdür.
Mekanik enerji: Potansiyel enerji ile kinetik enerjinin toplamıdır.
Elektrik enerjisi: Elektronların hareketlerinden kaynaklanan enerjidir.
Manyetik enerji: Sadece metallerin sahip olabildiği, atomların dizilimine bağlı çekme veya itme hareketine dönüşebilen enerjidir.
Nükleer enerji: Atomların içlerinde sakladıkları enerjidir.
Işık enerjisi: Fotonların dalga halinde oluşturduğu enerjidir.
Ses enerjisi: Canlıların duyma organı tarafından algılanabilen enerji türüdür.
Yukarıdaki liste, enerjinin muhtemel listesi tamamlamak zorunda değildir. Ne zaman doğa bilimcileri enerji korunumu yasası ile çelişen bir olay keşfederlerse, durumu açıklayacak yeni biçimler eklenebilir.
Isı ve iş, sistemin özelliklerini göstermemeleri fakat transfer edilen enerji süreçlerinde olmalarından dolayı özel durumlardır. Genellikle, bir cisimde ne kadar ısı ya da işin bulunduğunu ölçemeyiz fakat bunun yerine belirli yollarla, verilen durumun olduğu sırada, sadece cisimler arasında transfer edilenin ne kadarının enerji olduğudur.
Enerjinin çeşitleri sınıflandırılabilir. Yukarıda sıralananların bazıları listede olanların diğerlerini içerebilir ya da kapsayabilir. Depolanan enerjinin çeşitleri potansiyel enerji olarak adlandırılan doğanın temel kuvvetlerine bağlıdır. Potansiyel enerji, özel bir kuvvet çeşidinin (kuvvet alanı, alan) etkisi altında olan cisimlerin ya da parçacıkların düzeni içerisinde kaydedilmesidir. Bunlar yer çekimsel enerji (kütlelerin bir yer çekimsel alan içerisinde toplanması yoluyla depolanan enerji), nükleer enerjinin farklı çeşitleri (nükleer ve zayıf kuvvetten yararlanarak depolanan enerjidir.), elektriksel enerji (elektrik alandan...) ve manyetik enerji (manyetik alandan...).
Diğer alışılmış enerji çeşitleri kinetik ve potansiyel enerjinin karışımının değişimidir. Bir örnek: genellikle makroskobik düzeyde kinetik ve potansiyel enerjinin toplamı mekanik enerjidir. Maddeler içerisindeki elastik enerji ayrıca atomlar ve moleküller arasındaki elektriksel potansiyel enerjiye bağlıdır. Kimyasal enerji elektriksel potansiyel enerji haznesinden salınan ve depolanan ve molekülleri ya da atomik çekirdekleri etkileşime sokan enerjidir.
Klasik mekanik, bir alan içerisindeki konum işlevi olan potansiyel enerji, hızın bir işlevi olan hareket (kinetik) enerji üzerinden hesaplamalar yapar. Konum ve hız bir gözlemci çerçevesinde seçilmelidir. Gözlemci çerçevesini tanımlamak için gerekli olan şeylerden biri sıfır noktasıdır. Bu sıklıkla, Dünya'nın yüzeyinde isteğe bağlı keyfi bir noktadır.
Hareket ya da potansiyel enerjinin bütün biçimleri sınıflandırılmaya girişilmiştir. Richard Feynman şunun altını çizer:
Potansiyel ve hareket enerjisinin bu tanımı uzunluk ölçüsünün tanımına bağlıdır. Örneğin; biri, ısıl potansiyel ve hareket enerjisini içermeyen, makroskobik potansiyel ve hareket enerjisinden bahsedebilir. Ayrıca, kimyasal potansiyel enerji makroskobik bir kavramla adlandırılır. Daha yakın incelemeler atomik ve yarı atomik ölçekte, onun gerçekten potansiyel ve hareket enerjisinin toplamı olduğunu gösterir. Benzer yorumlar nükleer potansiyel enerji ve diğer enerji biçimlerinin en yaygın olanlarına uygulanır. Eğer çeşitli uzunluk ölçekleri ayrıştırılırsa, uzunluk ölçeğindeki bu bağımlılık, genelde olduğu gibi problemli değildir. Fakat, farklı uzunluk ölçekleri gruplandırıldığı zaman karmaşa yükselebilir. Örneğin, sürtünme makroskobik işi mikroskobik ısıl enerjiye dönüştürdüğü zaman böyle olur.
Enerji, çeşitli verimlerde farklı biçimler arasında dönüştürülebilir. Bu arasında dönüştürülen ögelere enerji dönüştürücü denir.