L’energia entra in gioco in qualunque attività che implichi un lavoro ed è un concetto importantissimo in fisica e si manifesta sotto diverse forme, che hanno la proprietà di convertirsi l’una nell’altra. Poiché ha le dimensioni di un lavoro, l’energia si misura in joule.

Comunemente si distinguono l’energia meccanica, associata allo spostamento da parte di una forza, l’energia termica, o calore, associata al moto di agitazione delle particelle che compongono la materia, l’energia elettromagnetica, o radiante, associata all’emissione di radiazione elettromagnetica prodotta dall’eccitazione degli atomi e delle molecole, l’energia chimica, associata alle forze di legame tra atomi nelle molecole, l’energia elettrica, associata al moto di particelle cariche elettricamente, e l’energia nucleare, derivante dalle forze di legame tra le particelle del nucleo atomico.

La conversione di energia da una forma a un’altra può avvenire spontaneamente o in maniera indotta, attraverso macchine o sistemi appositi. n generale, per ogni trasformazione energetica è possibile calcolare il rendimento della trasformazione, che misura in modo percentuale quanta parte dell’energia immessa in una forma è stata convertita nella forma finale desiderata. Nel caso delle trasformazioni spontanee il rendimento è sempre del 100%, mentre nel caso delle trasformazioni indotte dipende dal tipo di strumento utilizzato e dalle forme di energia iniziale e finale. Fra le varie forme di energia, quella termica ha una caratteristica interessante: tutte le altre forme di energia possono trasformarsi spontaneamente in energia termica, ma non è vero il contrario. Poiché è legata al moto di agitazione atomico-molecolare, l’energia termica è la forma più disordinata di energia, o, come si dice, la più degradata.