Alm. Energie (f), Fr. Energie (f), İng. Energy. İş yapabilme kâbiliyeti. Enerji kelimesi “kudret” yerine kullanılmaktadır. Bir sistemin enerjisi, o sistemin yapabileceği âzamî iştir. İş, fizikte bir cisme, bir kuvvetin tesiri ile yol aldırma, yerini değiştirme şeklinde târif edilir. İş (W), kuvvet (F) ve kuvvet etkisiyle cismin aldığı yol (x) ile gösterilirse, W= F.x olur. Kuvvet tatbik edilen cisimlerin hızları değişir. Bütün hareketli cisimler, hıza sâhip oldukları için, aynı zamanda yukarıdaki iş târifinden gidilerek enerjiye sâhip oldukları da çıkarılabilir. Yâni, hıza sâhip olan cisimler zinde bir kuvvetin sâhibidirler. Bu kuvvetle iş yapabilirler. Hızla çarpışan iki şişenin birbirini kırması, sâhip oldukları enerji sebebiyledir. Hareketli cisimlerin sahib oldukları bu enerjiye “kinetik enerji” denir. Kinetik enerji, o cismin kütlesi ile hızının karesinin çarpımının yarısına eşit olur (E= 1/2 mv2). Sürtünmesiz bir ortamda duran bir cisim bir (F) kuvvetinin etkisiyle harekete geçer ve bir (x) yolu sonunda (v) hızını kazanırsa, kuvvetin yaptığ iş, cismin kazandığı kinetik enerjiye eşit olur (F.x= 1/2 mv2). Eğer kuvvet, hareketli cisme tesir etti ise, o zaman o cisim üzerine yapılan iş, o cismin kinetik enerjisindeki değişmeye eşittir.

Potansiyel enerji: Cisimlerin durumları sebebiyle iş yapabilecek hâlde olmalarıdır. Yer çekimi potansiyel enerjisi, yerin çekim kuvveti etkisindeki cisimlerin, yerden belli bir yükseklikte bulunmaları ile sâhip oldukları enerjidir. Yapabilecekleri iş, kütlelerin, yerçekimi ivmesi ve bulundukları yüksekliğin çarpımıyla verilir. Potansiyel enerji= m.g.h ifâdesinde, g yerçekimi ivmesini gösterir ve değeri sâbittir. Esnek cisimler kuvvet tatbiki ile sıkışma ve uzama yapabildikleri için, potansiyel enerjiye sâhip olabilirler. Yâni, bir kuvvet sebebi ile üzerlerine yapılan işi, potansiyel enerji olarak depo edebilirler. Bir yayın biriktirdiği potansiyel enerji, esnekliğini gösteren sâbit bir sayı ile uzama ve sıkışma miktarının karesinin çarpımının yarısı ile verilir. E= 1/2 k.x2 formülünde k sâbitine, yay sâbiti denir ve yayın sertlik derecesini gösterir.

Kinetik enerjiye ve potansiyel enerjiye mekanik enerji denir. Mekanik enerji korunumludur. Aralarında değişme olabilir. Yüksekteki bir taş düşerken, potansiyel enerjisi kinetik enerjiye dönüşür. Hareketli bir cisim bir yayı sıkıştırırken, kinetik enerji, yayın biriktirdiği patansiyel enerji hâline geçer. Düşen bir su kütlesinin potansiyel enerjisi, kinetik enerji hâline dönüşür. Bu kinetik enerji bir türbini döndürebilir. Bu türbinin dönme mili, bir su kabı içindeki karıştırıcıyı da döndürürse, kap içindeki suyun, sıcaklık derecesinin yükseldiği görülür. Suyun kazandığı ısı, türbini döndüren suyun kinetik enerjisidir. O halde ısı da bir enerjidir. Isınan cisimler iş yapabilirler. Gaz dolu bir kabın altı ısıtıldığında kabın kapağının yükseldiği görülür. Böylece ısı enerjisi potansiyel enerjiye dönüşmüştür. T sıcaklığındaki bir cismin sâhib olduğu enerji, 1/2 K.T2 formülü ile verilir. K Boltzmann sâbitidir.

İzâfiyet teorisinde, her maddenin bir enerjiye karşılık geldiği gösterilmiştir. Bir cismin kütlesinin, ışık hızının karesi ile çarpımı o maddenin enerji karşılığını verir (E= M.C2).

Modern fizik, enerji naklinin (transferinin) çok küçük miktarlar (enerji paketleri) hâlinde olduğunu ortaya çıkarmıştır. Bu küçük miktarlara (enerji paketlerine) kuvant denir. Bu hâle de enerjinin kuvantumlu oluşu denir.

En geniş mânâda enerjinin korunumlu olması, isim değiştirse de enerji miktârının değişmemesi demektir. Meselâ kütle yok olmakta, fakat kütlenin karşılık geldiği enerji, ısı enerjisine dönmektedir.

Enerji kânunları: Güneşin yaydığı elektromagnetik dalgalar enerji taşırlar. Bu sebepten güneş önemli bir enerji kaynağıdır. Güneş enerjisinin sanâyideki yayılma miktarı 4x1033 erg’dir. Güneşte, elektronlarını yüksek sıcaklık sebebi ile kaybetmiş olan hidrojen atomları birbirleri ile nükleer reaksiyonlara girerek, Helyum çekirdeği hâline gelmekte ve reaksiyondaki kütle kaybı enerji şeklinde açığa çıkmaktadır. Bu enerji radyasyon yoluyla güneş etrafına yayılmaktadır.

Jeolojik devirler boyunca toprak altında kalan canlı organizmalar, bugün çıkarılıp ısıya çevrilerek enerji kaynağı olarak kullanılmaktadır. Bitki artıkları “mâden kömürü” tabakalarını ve “linyit” yataklarını meydana getirmiştir. Diğer canlı organizmalar da petrol ve tabiî gaz hâline gelmişlerdir.

Belli bir yükseklikteki su, yüksekliği nisbetinde bir potansiyel enerjiye sâhiptir. Bu potansiyel enerjiye “hidrolik enerji kaynağı” denir. Bu kaynaktan elektrik enerjisi elde edilir.

Nükleer enerji:Atomun kütle kaybına karşılık gelen enerjidir. Nükleer reaksiyonlarda, kütle kaybı enerji şeklinde açığa çıkar. (Bkz. Nükleer Enerji)

Rüzgâr enerjisi: Yâni basınç farkları sebebiyle hava moleküllerinin kazandıkları kinetik enerji ve (gel-git) denilen suların yükselmesi ve alçalması da enerji kaynağı olarak kabul edilmektedir. Aynı zamanda dalgalar ve denizlerin dip ve yüzeyi arasındaki sıcaklık farkı da bir enerji kaynağıdır.

Jeotermal enerji ise, yer kabuğundaki kızgın mağma tabakasındaki ısı enerjisidir. Bu tabakaya temas eden su, yüksek basınçlı buhar hâlinde yeryüzüne çıkar veya çıkarılır.

Enerji naklinde elektrik enerjisi kullanılır. Bu alternatörün rotorunun dönme eksenine bağlı türbin (su veya buhar türbini), başka bir enerjiyle (barajlarda yüksekten düşen su ile veya termik ve nükleer santrallarda buhar kazanlarındaki buhar basıncı ile) döndürülürse, elektrik enerjisi elde edilir. Elektrik enerjisi aynı zamanda güneş pillerinden de elde edilmektedir.