La trasformazione dell'energia

I corpi possiedono energia potenziale (per effetto della loro posizione nel campo gravitazionale) ed energia cinetica (per effetto del loro movimento). Durante una discesa l'energia potenziale di un corpo si trasforma in energia cinetica.

La conservazione dell'energia

II principio di conservazione dell'energia afferma che l'energia si trasforma continuamente da una forma all'altra, ma l'energia totale dell'Universo rimane costante.

​ΔS_univ = (​ΔS_amb + ​ΔS_sist) > 0

Energia termica

L'energia termica corrisponde alla somma dell'energia cinetica associata a tutti i movimenti delle particelle che costituiscono un sistema ed è pertanto una grandezza estensiva. I movimenti delle particelle sono riconducibili a tre moti:

• Moti di traslazione: fanno cambiare le posizioni reciproche delle particelle del sistema.

• Moti di rotazione: riguardano la rotazione dell'intera particella (o di uno dei suoi atomi) attorno a un asse.

• Moti di vibrazione: modificano la distanza tra gli atomi della stessa particella.

L'energia cinetica delle particelle

L'energia cinetica delle particelle è associata alla velocità dei moti; in ogni istante i moti delle singole particelle avvengono con una velocità diversa e quindi occorre parlare di velocità media: essa è tanto più grande quanto più è alta la temperatura del sistema.

L'energia cinetica delle particelle

L'energia termica è la forma di energia associata al movimento delle particelle che costituiscono un sistema e dipende dalla loro velocità media che aumenta all'aumentare della temperatura.

L'energia chimica

L'energia chimica è la forma di energia potenziale associata alle forze che tengono unite le particelle che costituiscono un sistema. E' una grandezza estensiva che non cambia al variare della temperatura, purché il sistema non si trasformi.

Quando un sistema si trasforma chimicamente o fisicamente, cambiano le interazioni tra le particelle, e quindi anche l'energia chimica del sistema.

L'energia chimica

L'energia chimica di una sostanza aumenta durante il passaggio dallo stato solido a quello liquido e aumenta ancora di più nel passaggio allo stato aeriforme.

L'energia nucleare

L'energia nucleare è la forma di energia potenziale associata alle forze che tengono vicini tra loro i protoni e i neutroni nel nucleo degli atomi che costituiscono un sistema.

L'energia nucleare cambia soltanto a seguito delle reazioni nucleari, resta infatti invariata nelle trasformazioni fisiche e chimiche e quando cambia la temperatura.

L'energia interna

Si chiama energia interna la quantità di energia di un sistema che corrisponde alla somma delle diverse forme di energia possedute dalle sue particelle: energia termica, chimica e nucleare.
Da ciò deriva che:

• ​L'energia interna del sistema cambia se il sistema subisce una trasformazione che ne cambia lo stato e/o la composizione chimica.

• L'energia interna del sistema non cambia se esso compie un ciclo di trasformazioni, cioè una serie di trasformazioni che lo riportano allo stato iniziale.