エネルギー

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エネルギー (独 Energie) は、物理学を中心に、自然科学全般で取り扱われる物理量であり、ある系が潜在的に持っている外部に対して行うことができる仕事量のことである。エネルギーという語はドイツ語のEnergieが日本語に持ち込まれたもので、その語源となったギリシア語のἐνέργεια energeiaは「仕事」を意味する単語ἔργον ergonに前置詞enをつけたἐνεργός energosに由来する。

ある系が他の系に対して仕事をした場合、仕事をした系のエネルギーが仕事をした分だけ減少する。一方、仕事をされた系はその分だけエネルギーを得て、仕事をされる前よりも行うことができる仕事量が増加する。また、熱や光といった形態で仕事を介さずに系から系へ直接エネルギーが移動することもある。このようにエネルギーは他の系に移動することはあるが、それ自身は不滅であり、両方の系のエネルギーの合計は保存される。これをエネルギー保存の法則という。

エネルギーには様々な形態が存在し、また視点によって分類方法も多々存在するが、多くは何らかの機器を使用することで相互に変換することができる。例えば、光エネルギーは太陽電池によって電気エネルギーに変換されるし、より狭義な例では、運動中の物体の高さを斜面などで変位させることによって運動エネルギーを位置エネルギーに変換することができる。このとき外部にした仕事が0であるとすれば、変換前後におけるエネルギーの総和は、エネルギー保存の法則により変化しない。また、特殊相対性理論によると、エネルギーは質量ともまた可換であり、質量はエネルギーのひとつの形態とみなすことができる。

国際単位系におけるエネルギーの単位はジュール(J)である。しかし分野によっては他の単位が用いられることもある。例えば、栄養学や食品の世界ではカロリー(cal)が用いられる。他に以下のような単位がある。