1.2　能量形式

按人类现如今的认知，可将能量划分为机械能、热能、电能、辐射能、化学能和核能六大能量形式。

机械能是与物体宏观机械运动或空间状态相关的能量，前者称为动能，后者称为势能。如果质量为m的物体的运动速度为v，则该物体的动能E_k可以用下式计算：

　　（1-1）

势能包括重力势能和机械势能。如果某物体距地面的高度用H表示，重力加速度为g，则该物体的重力势能E_p可按下式进行计算：

E_p=mgH　　（1-2）

弹性势能E_τ按下式计算：

　　（1-3）

式中，k表示弹性系数；x表示形变量。

热能为构成物质的微观分子运动的动能和势能的总和。这种能量的宏观表现是温度的高低，它反映了分子运动的激烈程度。通常热能E_q可表述成如下的形式：

E_q=∫TdS　　（1-4）

式中，S为物质的熵。

电能是和电子流动与积累有关的一种能量，通常由电池中的化学能转换而来，或是通过发电机由机械能转换得到；反之，电能也可以通过电动机转换为机械能，从而显示出电做功的本领。电能E_e按下式计算：

E_e=UI　　（1-5）

式中，U为电压；I为电流。

辐射能是物体以电磁波形式发射的能量。物体的辐射能E_r可用下式计算：

　　（1-6）

式中， ε表示物体的灰度； c₀为黑体辐射常数， 其值为5.67×10^-8W/（m²·K⁴）。

化学能是物质结构能的一种，即原子核外进行化学变化时放出的能量。按化学热力学定义，物质或物系在化学反应过程中以热能形式释放的内能称为化学能。

核能是蕴藏在原子核内部的物质结构能。轻质量的原子核（氘、氚等）和重质量的原子核（铀等）核子之间的结合力比中等质量原子核的结合力小，这两类原子核在一定的条件下可以通过核聚变和核裂变转变为在自然界更稳定的中等质量原子核，同时释放出巨大的结合能。这种结合能就是核能。