Energie ist die Fähigkeit eines physischen Systems, Arbeit zu leisten. Das gemeinsame Symbol für Energie ist der Großbuchstabe E. Die Standardeinheit ist das Joule, symbolisiert durch J. Ein Joule (1 J) ist die Energie, die sich aus dem Äquivalent von einem Newton (1 N) Kraft ergibt, die über einen Meter (1 m) Verschiebung wirkt. Es gibt zwei Hauptformen von Energie, genannt potentielle Energie und kinetische Energie.
Potentielle Energie, manchmal symbolisiert U, ist Energie, die in einem System gespeichert ist., Ein stationäres Objekt in einem Gravitationsfeld oder ein stationär geladenes Teilchen in einem elektrischen Feld hat potentielle Energie.
Kinetische Energie ist beobachtbar als Bewegung eines Objekts, Teilchens oder einer Menge von Teilchen. Beispiele hierfür sind das Fallen eines Objekts in ein Gravitationsfeld, die Bewegung eines geladenen Teilchens in einem elektrischen Feld und die schnelle Bewegung von Atomen oder Molekülen, wenn ein Objekt eine Temperatur über Null Kelvin hat.,
Materie entspricht Energie in dem Sinne, dass die beiden durch die Einstein-Gleichung verwandt sind:
E = mc2
wobei E die Energie in Joule ist, m die Masse in Kilogramm ist und c die Lichtgeschwindigkeit ist, die ungefähr 2.99792 x 108 Metern pro Sekunde entspricht.
In elektrischen Stromkreisen ist Energie ein Maß für die im Laufe der Zeit verbrauchte Leistung. In diesem Sinne entspricht ein Joule (1 J) einem Watt (1 W), das für eine Sekunde (1 s) abgeführt oder abgestrahlt wird., Eine übliche Energieeinheit in Stromversorgungsunternehmen ist die Kilowattstunde (kWh), die einem Kilowatt (kW) entspricht, das für eine Stunde (1 h) abgeführt oder verbraucht wird. Da 1 kW = 1000 W und 1 h = 3600 s, 1 kWh = 3,6 x 106 J.
Wärmeenergie wird gelegentlich in British Thermal Units (Btu) von Nichtwissenschaftlern angegeben, wobei 1 Btu ungefähr 1055 J entspricht.Die Heiz-oder Kühlfähigkeit eines Klimasystems kann in Btu angegeben werden, aber dies ist technisch ein Missbrauch des Begriffs., In diesem Sinne bezieht sich der Systemhersteller oder-anbieter tatsächlich auf Btu pro Stunde (Btu/h), ein Maß für Heiz-oder Kühlleistung.