Η ενέργεια
Η ενέργεια είναι το χαρακτηριστικό φυσικό μέγεθος ενός σώματος, του οποίου το μέτρο εκφράζει την ικανότητα του σώματος να παράγει έργο, όταν βρεθεί σε κατάλληλες συνθήκες. Τα φαινόμενα στη φύση, δηλαδή η μετάβαση ενός σώματος από μια κατάσταση σε μια άλλη, έχουν ως συνέπεια τη μεταβολή ενός φυσικού μεγέθους, που χαρακτηρίζει την κατάσταση (π.χ. θερμοκρασία, πίεση, ταχύτητα). Όμως εκτός από αυτές τις μεταβολές των χαρακτηριστικών μεγεθών, εμφανίζεται πάντοτε σε όλες τις μεταβολές ένα κοινό μεταβαλλόμενο μέγεθος, η ενέργεια.

Η ενέργεια μαζί με την ύλη αποτελούν τις δύο βασικές άφθαρτες φυσικές οντότητες του σύμπαντος. Η ενέργεια ήταν πάντοτε ο μοχλός στις μεγαλύτερες επιδιώξεις του ανθρώπου και στην προσπάθειά του για έναν καλύτερο κόσμο. Η ενέργεια της φωτιάς χάραξε την πορεία του ανθρώπου των σπηλαίων προς την πρόοδο και η ενέργεια του σώματος του τον βοήθησε να επιζήσει. Η παντοτινή ανθρώπινη αναζήτηση ήταν η δέσμευση της ενέργειας από το κάρβουνο, το πετρέλαιο θέρμανσης ή κίνησης, τον ηλεκτρισμό για ηλεκτρολογικές εγκαταστάσεις κτλ.

Η ενέργεια δεν είναι κάτι συγκεκριμένο, ώστε αμέσως να γίνει αντιληπτό. Παρουσιάζεται συνέχεια με διαφορετικές μορφές, ως ενέργεια από μια κίνηση, ως ενέργεια με μορφή θερμότητας, για την θέρμανση των κτιρίων, ή φωτός, ως χημική ενέργεια, ως πυρηνική ενέργεια και ως δυναμική ενέργεια. Ύλη και ενέργεια βαδίζουν μαζί το δρόμο τους και συγκροτούν τον κόσμο μας. Η ύλη δίνει τα υλικά και η ενέργεια τα κινεί ή τα διαμορφώνει. Αντίθετα όμως από την ύλη, που γίνεται αμέσως αντιληπτή, γιατί είναι κάτι το συμπαγές, που έχει βάρος και καταλαμβάνει χώρο, η ενέργεια είναι αόρατη και ανέγγιχτη ως ουσία και μόνο τα αποτελέσματά της φανερώνουν της ύπαρξή της.

Η δυνατότητά της να παράγει έργο είναι το χαρακτηριστικό γνώρισμα της ενέργειας. Η απορρόφηση έργου από ένα σώμα αυξάνει την ενέργειά του, ενώ αντίθετα η παραγωγή έργου την ελαττώνει. Επομένως το έργο και η ενέργεια είναι ποσά ομοειδή και για τη μέτρησή τους χρησιμοποιούνται οι ίδιες μονάδες μέτρησης. Το γεγονός είναι ότι δεν μπορούμε να μετρήσουμε απόλυτα το ποσό ενέργειας ενός σώματος, αλλά μόνο τις μεταβολές της ενέργειας.

Ο άνθρωπος ζει μέσα σε τεράστιες ποσότητες από ενέργεια. Κάθε στιγμή γύρω του η φύση παράγει έργο, ξοδεύοντας ενέργεια σε απεριόριστες ποσότητες. Όμως ο άνθρωπος ένα ελάχιστο μόνο μέρος μπορεί να χρησιμοποιήσει, π.χ. ενώ η υδροηλεκτρική ενέργεια είναι αρκετή για όλες τις ανάγκες της ανθρωπότητας, μόνο το 4% από αυτή χρησιμοποιείται σήμερα. Η αδέσμευτη ενέργεια και αυτή που ο άνθρωπος χρησιμοποιεί αποτελούν τη συνολική ενέργεια του Σύμπαντος, που υπακούει στην αρχή της διατήρησης. Δεχόμαστε δηλαδή για την ενέργεια ότι δεχτήκαμε και για την ύλη.

Η αρχή διατήρησης της ενέργειας παραδέχεται ότι «η συνολική ενέργεια ενός αποκλεισμένου συστήματος παραμένει σε ποσότητα σταθερή», ενώ είναι δυνατό να συμβαίνουν ποιοτικές μεταβολές. Η ενέργεια επομένως δεν είναι δυνατό ούτε να δημιουργηθεί από το μηδέν αλλά και ούτε να εκμηδενιστεί. Η αρχή διατήρησης της ενέργειας αποτελεί το θεμέλιο της φυσικής και αποκλείει την πραγματοποίηση του αεικίνητου, δηλαδή μιας μηχανής που να δημιουργεί ενέργεια από το μηδέν.

Στη φύση διακρίνουμε διάφορα είδη φαινομένων, π.χ. μηχανικά, οπτικά, θερμικά κτλ., οπότε ο μακροσκοπικός αυτός διαχωρισμός μας κάνει να διακρίνουμε και την ενέργεια σε διάφορες μορφές.