에너지 문서 원본 보기

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[[파일:Electric power transmission.jpg|thumb]]
'''에너지'''({{llang|en|energy}}, {{문화어|에네르기}}, {{llang|de|energie}})는 [[물리학]]에서 [[일 (물리학)|일]]을 할 수 있는 능력을 뜻한다. 이에 크게 벗어나지 않게, 일반적으로 '석유 에너지', '원자력 에너지'와 같이 '에너지원'이라는 뜻으로도 쓰인다.

== 단위 ==
에너지의 [[SI 단위]]는 일과 마찬가지로 [[줄 (단위)|줄]]이며 1줄(1J)은 1N의 힘으로 물체를 1m 움직일 수 있는 에너지에 해당한다.

<math>1\ \mathrm{J} = \mathrm{kg} \left( \frac{\mathrm{m}}{\mathrm{s}} \right ) ^ 2 = \frac{\mathrm{kg} \cdot \mathrm{m}^2}{\mathrm{s}^2}</math>

이 외의 단위로는 [[칼로리]]가 있다. 1칼로리(cal)는 물 1g의 온도를 14.5°C에서 15.5°C까지 올리는 데 들어가는 에너지로 정의된다.

또 다른 단위로는 영국 열 단위(Btu)가 있다. 1Btu는 물 1[[파운드 (단위)|파운드]]의 온도를 63°F에서 64°F로 올리는 데 들어가는 에너지로 정의된다.<ref>{{서적 인용|url=|제목=Principles of Physics|성=Halliday|이름=David|날짜=2014|출판사=Wiley|확인날짜=}}</ref>

== 종류 ==
일-에너지 등가 원리에 의해 1J은 1N의 힘으로 물체를 1m 움직이는 동안에 하는 일과 그 일로 환산할 수 있는 양에 해당한다.

:<math>E = \int F \cdot d l</math>

에너지 (E)는 힘을 물체를 움직인 거리에 대해 적분한 값과 같다.

=== 운동 에너지 ===
{{본문|운동 에너지}}운동 에너지란 운동하는 물체가 가진 에너지이다. 이는 정지 상태의 물체를 해당 속도로 움직이도록 하는 데 들어가는 일의 양과 같다.

:<math>E = \int F dl = \int ma  dl = \frac12 m v^2</math>

일-운동에너지 정리에 의하면 물체가 받은 일의 양은 물체의 운동에너지 변화량과 같다.

=== 위치 에너지 ===
{{본문|위치 에너지}}위치 에너지(Potential energy)는 물체가 어떤 위치에 있음으로서 가지는 잠재적인 에너지이다. 위치 에너지는 중력에 의한 위치 에너지, 탄성에 의한 위치 에너지, 전기력에 의한 위치 에너지 등이 있다.

=== 열에너지 ===
[[열]]에너지도 에너지의 한 종류이다. 열은 한 계에서 온도가 더 낮은 다른 계로 전달되는 에너지의 한 형태이다. 특히 어떤 물체가 가지는 열역학적 상태에 의한 에너지를 [[내부 에너지]]라 한다.

=== 전기 에너지 ===
[[전기]]적 위치 에너지는 전하량과 [[전위]]의 곱으로 나타낸다.<ref name=":0">{{서적 인용|url=https://www.worldcat.org/oclc/899732024|제목=Principles of physics.|성=1916-2010,|이름=Halliday, David,|판=Tenth edition, international student version|위치=[Singapore]|isbn=9781118230749}}</ref>

<math>U=qV</math>

[[축전기]]에 저장된 전기 위치 에너지는 전압의 제곱에 비례하고 유전율에 비례한다.<ref name=":0" />

<math>U=\frac{1}{2}CV^2</math>

=== 화학 에너지 ===
화학 결합에 의해 물질 속에 저장되어 있는 에너지이다.

=== 소리 에너지 ===
공기와 같은 물질의 진동에 의해 전달되는 에너지이다. 진공, 기체, 액체, 고체 순으로 소리의 속력이 빨라지며 진공 상태에서는 소리가 없어진다.

=== 핵에너지 ===
원자핵이 분열하거나 서로 융합할 때 발생하는 에너지이다. 일반적으로 핵발전에 쓰이는 원소는 우라늄과 플루토늄이 있다. 일례로 태양은 핵융합을 하며 핵 에너지, 빛 에너지, 열 에너지를 발생시킨다.

=== 빛에너지 ===
빛이 가지고 있는 에너지이다. 고체, 액체, 기체, 진공 순으로 빛의 속력이 빨라진다. 또 매질이 없어도 된다.

== 에너지의 전환과 보존 ==
{{본문|에너지 보존 법칙}}

모든 상호작용에서 에너지는 보존된다. 가령, 당구공이 부딪히면 운동 에너지와 소리 에너지 등으로 바뀌지만 이들의 총합은 일정하다. 에너지 보존 법칙은 모든 상호작용을 다 고려한 것이 시간이 지남에 따라 변화하지 않는 것으로 이해할 수 있다. 이러한 상호작용은 [[해밀토니안]] 연산자로 나타나며, 상호작용의 시간흐름에 대한 변환으로 나타낼 수 있다.

== 같이 보기 ==
{{위키공용분류}}
* [[태양 에너지]]
* [[재생가능 에너지]]
* [[에너지 절약]]
* [[내부 에너지]]
* [[엔트로피]]
* [[활성화 에너지]]
* [[열역학]]
* [[힘 (물리학)]]
* [[일 (물리학)]]
* [[일률]]
* [[지정학]]
** [[에너지 지정학]](energy geopolitics)

== 각주 ==
{{각주}}

{{전거 통제}}
{{토막글|과학}}

[[분류:에너지| ]]
[[분류:영어계 외래어]]
[[분류:그리스어계 외래어]]
[[분류:상태 함수]]