קשה למצוא מישהו שלא שמע על "אנרגיה". אנרגיה משפיעה על חיינו בהיבטים שונים ומגוונים.

בלי אנרגיה אין חיים, אין תנועה, ולא ניתן לבצע כלום.

כל יצור חי זקוק לאנרגיה כדי להתקיים: האנרגיה מסופקת באמצעות אוכל במקרה של האדם ובעלי החיים, ובאמצעות קרינת השמש ותהליך הפוטוסינתיזה, במקרה של צמחים ואצות מסוימות.

כל מערכת מכנית זקוקה לאספקת אנרגיה כדי לתפקד. לדוגמה, המכונית משתמשת בבנזין, מכונת הכביסה משתמשת בחשמל.

המושג "אנרגיה" הוא אחד המושגים הבסיסיים ביותר במדע, ואפילו נשמעה הטענה ש"כל הפיזיקה עוסקת במחקר הסוגים השונים של אנרגיה והמעברים ביניהם".

ניתן להסביר את המושג אנרגיה, רק לאחר שמגדירים מושגים אחרים, כגון: עבודה, חום, וכו'.

אנו יכולים לראות להרגיש ולמדוד את התופעות הנגרמות עקב פעולה כלשהי, ועל ידי כך לאפיין את תכונות האנרגיה שגרמה לפעולה.

באתר זה ננסה להתייחס לתכונות השונות של האנרגיה, ועל פי תכונות אלו, ננסה ליצור הסבר למושג שקשה להגדירו, כי הוא גודל פיזיקלי שלמעשה הוגדר מכיוון שהוא גודל נשמר.

בפרק 2 מוסברים סוגי האנרגיה השונים, והמרות האנרגיה ביניהם.

לאחר שמכירים את סוגי האנרגיה (ראה פרק 2) ומבינים כיצד אנרגיה מומרת מצורה לצורה, קל יותר להבין מהי אנרגיה.

ריצ'רד פיינמן (אחד מגדולי הפיזיקאים), אשר היה ידוע בכישרונו להסביר מושגים מסובכים בלשון פשוטה, כינה את האנרגיה כ"כסף של היקום". לדבריו, "כל דבר שרוצים לבצע, יש לשלם עליו". אם רוצים להאיץ מכונית, לשנות טמפרטורה, לשנות צורה של גומי או קפיץ, וכו', יש לשלם על כך באנרגיה. האנרגיה שמשלמים אינה "הולכת לאיבוד", היא רק לא ברשותנו (איננו יכולים לנצל אותה) לאחר ששילמנו. מרגע ששילמנו, האנרגיה שייכת לגוף עימו בוצעה האינטראקציה. הכמות הכוללת של האנרגיה ("שטרות הכסף, המטבעות") במערכת נשארה קבועה. אנלוגיה זו מאפשרת לחשוב על משמעות האנרגיה, כי גם אנרגיה וגם כסף ניתן לאגור, להעביר, והם נשמרים. אך יש להיזהר ממתן חשיבות יתר לאנלוגיה זו, כי קיימים הבדלים, כגון: כסף אינו יכול לשנות צורה ואילו אנרגיה כן.

הפרק הנוכחי מיועד למורים ותלמידים אשר כבר למדו מעט מכניקה ברמה בסיסית.

תלמידים הלומדים פיזיקה נתקלים במושג אנרגיה בלימודי המכניקה, ולאחר שהם לומדים מהי עבודה מכנית, בדרך כלל לומדים את חוק שימור האנרגיה.

בעבר, מקובל היה, בעיקר בספרי הלימוד, להגדיר אנרגיה באמצעות משפט קצר מסכם.

האם ההגדרה המקובלת במספר ספרי לימוד ישנים: "אנרגיה היא היכולת של גוף לבצע עבודה" היא הגדרה טובה?

מאמר העונה בשלילה לשאלה זו, פורסם בעברית, בשנות ה – 70 בעיתון מורי הפיזיקה בישראל:

"אנרגיה אינה הכושר לעשות עבודה" – מאמר מאת רוברט לרמן, "גיליונות" 3 (1) עמודים: 11-17, שנה: תשל"ד (1974). המאמר פורסם שוב במדריך למורה של הספר: "חשמל ואנרגיה" מאת מרדכי בן צוק וחנה גולדרינג, בהוצאת המחלקה להוראת המדעים של מכון ויצמן למדע, 1991, עמודים 265-273. מאמר זה הוא תרגום של מאמר אמריקאי (The Physics Teacher, Vol. 11 (1), pp. 15-19, Jan. 1973). הוא כולל פירוט ההשתלשלות ההיסטורית של מושגי חום עבודה ואנרגיה, ומתאים עבור המורה המתעניין. לעיון במאמר בעברית הקלק כאן.

דוגמה לעובדה כיצד הגדרה זו אינה נכונה:

נתייחס לשתי מערכות:

1. מערכת מבודדת מסביבתה, המכילה שני גופים: אחד חם ואחד קר, וביניהם מנוע חום. למערכת זו יש אנרגיה, ויש לה היכולת לבצע עבודה.
2. לעומת זאת, נתייחס למערכת שנייה, שאף היא מבודדת מסביבתה, ויש בה שני גופים חמים, דומים לאלו שבמערכת הראשונה, אלא שהם נמצאים באותה טמפרטורה כמו הגוף החם שבמערכת הראשונה, וביניהם מנוע חום. למערכת זו יש יותר אנרגיה, אך אין לה יכולת לבצע עבודה.