Energia é a capacidade de um sistema físico para fazer trabalho. O símbolo comum para energia é a letra maiúscula E. A unidade padrão é o joule, simbolizado por J. Um joule (1 J) é a energia resultante do equivalente a um newton (1 N) de força atuando sobre um metro (1 m) de deslocamento. Existem duas formas principais de energia, chamadas energia potencial e energia cinética.
Energia potencial, por vezes simbolizada U, é a energia armazenada em um sistema. Um objeto estacionário em um campo gravitacional, ou uma partícula estacionária carregada em um campo elétrico, tem energia potencial.
A energia cinética é observável como o movimento de um objeto, partícula ou conjunto de partículas. Exemplos incluem a queda de um objeto em um campo gravitacional, o movimento de uma partícula carregada em um campo elétrico, e o movimento rápido de átomos ou moléculas quando um objeto está a uma temperatura acima de zero Kelvin.
Matéria é equivalente à energia no sentido em que os dois estão relacionados pela equação de Einstein:
>i>E = mc2
where E é a energia em joules, m é a massa em quilogramas, e c é a velocidade da luz, igual a aproximadamente 2.99792 x 108 metros por segundo.
Nos circuitos eléctricos, a energia é uma medida da potência gasta ao longo do tempo. Neste sentido, um joule (1 J) é equivalente a um watt (1 W) dissipado ou irradiado durante um segundo (1 s). Uma unidade comum de energia nas utilidades elétricas é o quilowatt-hora (kWh), que é o equivalente a um quilowatt (kW) dissipado ou gasto por uma hora (1 h). Porque 1 kW = 1000 W e 1 h = 3600 s, 1 kWh = 3.6 x 106 J.
A energia térmica é ocasionalmente especificada em unidades térmicas britânicas (Btu) por não cientistas, onde 1 Btu é aproximadamente igual a 1055 J. A capacidade de aquecimento ou resfriamento de um sistema de controle climático pode ser citada em Btu, mas isto é tecnicamente um mau uso do termo. Neste sentido, o fabricante ou fornecedor do sistema está na verdade se referindo a Btu por hora (Btu/h), uma medida de potência de aquecimento ou resfriamento.