Energia-en iturria ikusi

{{Wikipedia1000}}
{{HezkuntzaPrograma|Fisika eta Kimika}}

{{Magnitude infotaula}}
[[Fitxategi:Lightning over Oradea Romania 2.jpg|thumb|200px|Tximistak]]
{{Mekanika klasikoa|expanded=Oinarriak}}
'''Energia''' [[magnitude fisiko|magnitude fisikoa]] da; [[Lan (fisika)|lan]] egiteko [[materia]]ren ahalmena da; [[bero]]a sortu; [[argia]] egin, eta [[higidura|mugimendua]] eragiten ahalbidetzen du.

[[Nazioarteko Unitate Sistema|Nazioarteko Sisteman]], [[Joule (unitatea)|joulea]] da energia-unitatea, zeinaren sinboloa <math>\text {J}</math> den; baina beste unitate batzuen bidez ere adieraz daiteke.

Kontzeptu zientifiko bat da, ''aldakuntzak eragiteko ahalmena''ri lotuta dagoena. Hala ere, hitz bera zientziaren testuingurutik at ere maiz erabilia da. Zientziaren arloan, erabilpen zehatza, eta esanahi doia ditu, baina, esparru ez-zientifikoetan, ez da esanahi zehatzez erabiltzen, eta, sarritan, ''indar'', ''kemen'' edo antzekoen sinonimotzat hartzen da.

Zientziari dagokionez, [[magnitude]] abstraktua da, ''[[sistema]] itxi'' baten egoera dinamikoarekin lotuta dagoena eta denboran zehar aldaezin agertzen dena. Esate baterako, [[energia zinetiko]]rik gabeko sistemak geldi daude. Sistema bat hasierako egoera batetik geroko egoera batera eramateko behar den [[Lan (fisika)|lan]] izeneko magnitudea sistemak izan duen energiaren aldakuntzaren parekoa da.

[[Fisika|Fisikan]] ([[Mekanika|mekanikan]] bereziki), energia lan bat egiteko gaitasun gisa definitzen da<ref>{{Erreferentzia|izena=Frederick|abizena=Bueche|izenburua=Ciencias físicas|argitaletxea=Reverte|hizkuntza=es|data=1977|url=https://books.google.es/books?id=s91tr6RShikC&pg=PA74&dq=energ%C3%ADa+capacidad+para+realizar+un+trabajo&hl=es&sa=X&ved=0ahUKEwiN3YaywbzZAhVHrVkKHSDZCiYQ6AEIJzAA#v=onepage&q=energ%C3%ADa%20capacidad%20para%20realizar%20un%20trabajo&f=false|isbn=978-84-291-4144-3|sartze-data=2023-08-13}}</ref>. [[Teknologia|Teknologian]] eta [[Ekonomia|ekonomian]], «energia» baliabide natural bati dagokio (horri lotutako teknologia barne, atera, eraldatu eta erabilera industrial edo ekonomikoa eman ahal izateko).

[[Termodinamika]] ere barne har dadin, esan dezakegu energia gorputzek, beren baitan edo beste gorputz batzuetan, eraldaketak (lanaren edo beroaren bidez) egiteko duten gaitasuna dela. Hau da, energia kontzeptua gauzak funtzionarazteko gaitasun gisa definitzen da.

[[Masa]] eta energia estuki lotuta daude. [[E=mc²|Masa-energia baliokidetasuna]] dela eta geldirik dagoenean, masa duen edozein objektuk ere (geldirik dagoen masa deitua) energia kantitate baliokidea du, zeinaren forma atsedenean dagoen energia deitzen baita, eta objektuak atsedenean dagoen energia horren gainetik eskuratutako edozein energia gehigarrik (edozein modutan) objektuaren guztizko masa handituko du bere energia osoa handitzen duen bezala. Adibidez, objektu bat berotu ondoren, bere energia gehikuntza masaren gehikuntza txiki bat bezala neur liteke, nahikoa sentikorra den [[balantza]] batekin.

[[Organismo]] bizidunek energia behar dute bizirik irauteko, hala nola gizakiek elikagaietatik lortzen duten energia. Giza zibilizazioak energia behar du funtzionatzeko, eta energia baliabide energetikoetatik lortzen du, esaterako, [[Erregai fosil|erregai fosiletatik]], [[Erregai nuklear|erregai nuklearretik]] edo [[Energia berriztagarri|energia berriztagarrietatik]]. Lurraren klimaren eta [[Ekosistema|ekosistemaren]] prozesuak [[Lurra|Lurrak]] [[Eguzkia|Eguzkitik]] jasotzen duen energia erradiatzaileak eta Lurraren barruan dagoen [[Energia geotermiko|energia geotermikoak]] bultzatzen dituzte.

Energia kuantifikatzeko erabiltzen dugun neurketa-unitatea ''julio'' edo ''joulea'' (J) da, [[James Prescott Joule]] fisikari ingelesaren omenez.

== Etimologia ==
[[Antzinako greziera]]zko ''energeia'' ({{lang|grc|ενέργεια}}) hitzetik sortu zen (''en + ergon''); gero, latinez, ''energia'' forma hartu zuen, eta hortik iritsi da gure egunotara (euskaraz: ''energia''; ingelesez: ''{{lang|en|energy}}''; gaztelaniaz: ''{{lang|es|energía}}''; frantsesez: ''{{lang|fr|énergie}}'').

Gaur egungo hizkeran, ''energia'' hitzak hainbat adiera (kemena, adorea, bizitasuna, boterea, ahalmen psikikoa...) ditu bizimodu arrunteko arloetan<ref name=":0">{{Erreferentzia|izena=J. R.|abizena=Etxeberria|izenburua=Energia|data=2009-09-17|url=https://zthiztegia.elhuyar.eus/terminoa/eu/energia|sartze-data=2018-01-20}}.</ref>.

== Historia ==
Energia hitza antzinako grezieratik dator: ἐνέργεια, erromanizatua: energeia, lit. ''jarduera'', ''eragiketa''<ref>{{Erreferentzia|izenburua=Online Etymology Dictionary|data=2007-10-11|url=https://web.archive.org/web/20071011122441/http://etymonline.com/index.php?term=energy|aldizkaria=web.archive.org|sartze-data=2023-08-13}}</ref>, ziurrenik [[Aristoteles|Aristotelesen]] lanean agertzen dena lehen aldiz, [[K.a. IV. mendea|K. a. IV. mendean]]. Definizio modernoan ez bezala, ''energeia'' kontzeptu filosofiko kualitatiboa zen, zoriontasuna eta plazera bezalako ideiak barne hartzeko bezain zabala.

[[XVII. mendea|XVII. mendearen]] amaieran, [[Gottfried Wilhelm Leibniz|Gottfried Leibnizek]] ''vis viva'' edo indar biziaren ideia proposatu zuen: objektu baten masa bider bere abiadura karratuaren produktua, eta ''vis viva'' totala gorde egiten zela uste zuen. Marruskaduraren ondoriozko moteltzea azaltzeko, energia termikoa materiaren osagaien ausazko higiduran ematen zela teorizatu zuen Leibnizek, nahiz eta mende bat baino gehiago beharko zen hori osoki onartzeko. Propietate horren analogia modernoa, energia zinetikoa, ''vis viva''ren aldean, bi faktorek bakarrik bereizten dute.

[[1807|1807an]], beharbada [[Thomas Young]] izan zen ''vis viva''ren ordez ''energia'' terminoa, bere zentzu modernoan, erabiltzen lehena<ref>Smith, Crosbie (1998). ''The Science of Energy - a Cultural History of Energy Physics in Victorian Britain''. The University of Chicago Press. <small>ISBN 978-0-226-76420-7</small></ref>. [[Gustave-Gaspard Coriolis|Gustave-Gaspard Coriolisek]] [[Energia zinetiko|energia zinetikoa]] deskribatu zuen bere zentzu modernoan, [[1829|1829an]], eta, [[1853|1853an]], [[William John Macquorn Rankine|William Rankine-k]] [[energia potentzial]] terminoa asmatu zuen. [[XIX. mendea|XIX. mendearen]] hasieran, [[energiaren kontserbazioaren printzipioa]] ere aldarrikatu zen, eta edozein [[Sistema isolatu|sistema isolaturi]] aplikatzen zaio. Urte batzuetan zehar, kaloria deitzen zitzaion beroa substantzia fisiko bat ote zen eztabaidatu zen, edo besterik gabe kantitate fisiko bat, hala nola momentua. [[1845|1845ean]], [[James Prescott Joule|James Prescott Joulek]] lan mekanikoaren eta beroaren sorreraren arteko erlazioa aurkitu zuen.

Aurrerapen horiek energiaren kontserbazioaren teoria ekarri zuten, hein handi batean [[William Thomson|William Thomsonek (Lord Kelvin)]] termodinamikaren alor gisa formalizatua. [[Termodinamika|Termodinamikak]] prozesu kimikoen azalpenak azkar garatzen [[Rudolf Clausius|Rudolf Clausiusek]], [[Josiah Willard Gibbs|Josiah Willard Gibbsek]] eta [[Walther Nernst|Walther Nernstek]] lagundu zuten. Era berean, Clausiusek [[entropia]] kontzeptuaren formulazio matematikoa ekarri zuen, eta [[Jožef Stefan|Jožef Stefanek]] energia erradiatzailearen legea. Noetherren teoremaren arabera, [[Energiaren kontserbazioaren printzipioa|energiaren kontserbazioa]] fisikaren legeak denborarekin aldatzen ez diren ondorio da<ref>Lofts, G; O'Keeffe D (2004). «11 - Interacciones mecánicas». ''Jacaranda Physics 1'' (2 edición). Milton, Queensland, Australia: John Willey & Sons Australia Ltd. p. 286. <small>ISBN 978-0-7016-3777-4</small></ref>. Horrela, [[1918|1918az]] geroztik, teorialariek ulertu dute energiaren kontserbazio legea energia kantitate bateratuaren (hau da, denbora) translazio-simetriaren ondorio matematiko zuzena dela.

== Energiaren kontserbazioa eta degradazioa ==

Sistema itxi batean, “Energia ez da sortzen, ezta deuseztatzen ere, transformatu baizik”. Beraz, esaldi honek esan nahi du unibertsoan momentu honetan, energia kopuru jakin bat dagoela eta kopuru hori inoiz ez dela aldatuko; izan ere, energia transformatzen joaten da, eta mota bateko energiatik beste mota bateko energiara pasa daiteke, baina inoiz ez desagertu.

=== Energiaren kontserbazioa ===
{{sakontzeko|Energiaren kontserbazioaren printzipioa}}
Esperientzian oinarriturik egiaztatu denez, naturako fenomeno eta prozesu guztietan, energiaren kontserbazioa gertatzen da. Energiaren kontserbazioaren legea [[XIX. mende]]aren erdialdean onartu zen zientzialarien artean, eta, lege hori tarteko, garai hartan finkatu zen energia hitzaren esanahi zehatza<ref name=":0" />.

Energiaren kontserbazioaren legeak dioenez, edozein [[sistema fisiko isolatu]]ren (alegia, beste ezein sistemarekin inolako elkarrekintzarik ez duena) energia-kantitate totalak konstante irauten du denboran zehar, nahiz eta energia hori mota batetik bestera transforma daitekeen. Bestela esanda, “''energia ez da sortzen ezta deuseztatzen ere, transformatzen baizik''”<ref>{{Erreferentzia|izenburua=Thermodynamics -- Redirect to New Version|url=http://www.av8n.com/physics/thermo-laws.htm|sartze-data=2018-01-20}}</ref>.

Izatez, lege hau ez da naturako fenomenoen deskripzioa, fenomenoen bilakaerari buruzko baieztapena baizik. Hots, naturako fenomenoetan gertatzen den edozein transformaziotan, energia deritzon kantitatea aldatu gabe geratzen da; aldatzen den gauza bakarra energiaren forma da. Alderantziz ere irakur daiteke legea: sistema baten energiaren ebaluazioa egitean, ondoz ondoko bi neurketatan balio desberdinak lortzen badira, horrek esan nahi du bi balio horien arteko aldea sistemari eman edo kendu zaion energia dela, sistema horrek kanpoko beste sistema batekin izandako elkarrekintzaren ondorioz.

=== Energiaren degradazioa ===

[[Energiaren transformazioa]]k gertatzean edo [[higidura]]rekin batera [[Marruskadura indar|marruskadura]] agertzean, kontuan izan behar da bero kontzeptua, prozesuen itzulezintasunarekin eta energiaren degradazioarekin zerikusia duena. [[James Prescott Joule|Joulek]] [[bero]]aren eta energia mekanikoaren arteko baliokidetza definitu zuen [[1845]]<nowiki/>ean. Hitz batez, berak frogatu zuenez, energiaren kontserbazioaren legea aplikatzean, beroa kontuan hartu beharreko energia-mota bat da<ref name=":0" />.

Baina beroak ezaugarri berezi bat du bestelako energia-mota bihurtzeko prozesuetan. Hain zuzen ere, energia mekanikoa erabat bero bihur daitekeen arren, beroa ezin transforma daiteke osorik energia mekaniko, muga bat baitago makina termodinamikoen bidezko transformazioetan. Hasteko, berotik energia mekanikoa lortzeko tenperatura desberdinetan dauden bi iturri izan behar ditu makinak, eta, edonola ere, berotik atera daitekeen energia mekanikoaren kantitateak maximo bat du, [[Carnoten ziklo teorikoa]]k adierazten duena. Horregatik, beroa loturik dago energiaren kalitatearen degradazioarekin, zeren energia zinetikotik berorako transformazioak ez baitu energia zinetikotik energia potentzialerako transformazioak duen itzulgarritasunik.

Edozein transformazio energetikotan, marruskaduraren kausaz, hasierako energiaren parte bat iraungi egiten da energia termiko gisa, eta energia termikoa da energiaren transformazio guztien azken helmuga. Hortik dator naturan gertatzen den energiaren etengabeko degradazioa eta entropiaren printzipioan adierazita dagoen itzulezintasunaren arrazoia.

== Energia kontzeptua fisikan ==
=== Energia mekanikoa ===
Fisika klasiko modernoan, energiaren kontserbazioaren lege unibertsalak —termodinamikaren lehen legearen oinarria dena— adierazten du sistema isolatu bati lotutako energia denboran konstante mantentzen dela<ref>{{Erreferentzia|izena=Santiago Burbano de|abizena=Ercilla|izenburua=Física general|argitaletxea=Editorial Tebar|hizkuntza=es|data=2003|url=https://books.google.es/books?id=BWgSWTYofiIC&pg=PA159&dq=energ%C3%ADa++sistema+aislado+permanece+constante+en+el+tiempo&hl=es&sa=X&ved=0ahUKEwi8kMa0wrzZAhUNj1kKHQHYAacQ6AEIJzAA#v=onepage&q=energ%C3%ADa%20%20sistema%20aislado%20permanece%20constante%20en%20el%20tiempo&f=false|isbn=978-84-95447-82-1|sartze-data=2023-08-13}}</ref>. Horrek esan nahi du sistema fisiko klasiko ugarirentzat, nola hala [[Energia mekaniko|energia mekanikoa]], [[Bero|bero-energia]], [[Elektromagnetismo|energia elektromagnetikoa]] eta beste energia potentzial mota batzuen batura zenbaki konstantea dela. Esaterako, [[Energia zinetiko|energia zinetikoa]] materiaren mugimenduaren arabera kuantifikatzen da; [[Energia potentzial|energia potentziala]] deformazio-egoeraren edo materiaren posizioaren gainean eragiten duten indarrekiko propietateen arabera; [[Energia termiko|energia termikoa]] bere bero-ahalmenaren arabera, eta [[Erreakzio kimiko|energia kimikoa]] konposizio kimikoaren arabera.

[[Erlatibitatearen teoria|Erlatibitatearen teorian]], energiaren kontserbazioaren printzipioa betetzen da, nahiz eta energiaren neurria berriro definitu behar den masarekin lotutako energia barneratzeko; izan ere, mekanika erlatibistan, definitutako energia [[mekanika klasiko]] moduan jotzen bada, orduan, konstante geratzen ez den kantitatea izango litzateke ondorioa. Horrela, [[Erlatibitate berezia|erlatibitate bereziaren teoriak]] [[E=mc²|masa eta energiaren arteko baliokidetasuna]] ezartzen du, zeinaren bidez gorputz guztiek ([[Materia|materiaz]] osatuta egoteagatik) <math>E=\sqrt{(mc^2)^2+(pc)^2}</math> formularen baliokide den energia gehigarri bat duten, eta, energiaren kontserbazioaren printzipioa kontuan hartzen bada, energia hori kontuan hartu behar da kontserbazio-lege bat lortzeko (bestalde, masa ez da erlatibitatean kontserbatzen, baizik eta kontserbazio-lege baten aukera bakarra da masarekin lotutako energia eta gainerako energia formak elkarrekin zenbatzea).

[[Mekanika kuantiko|Mekanika kuantikoan]], magnitude baten neurketaren emaitzak, kasu orokorrean, ez du emaitza deterministarik ematen, eta, beraz, neurri baten energiaren balioaz soilik hitz egin daiteke; hala ere, hotza beroaren gabezia da, ez sistemaren energiarena. Energiaren balioa, oro har, ausazko aldagaia da, baina haren banaketa kalkula daiteke, baina ez neurri baten emaitza partikularra. Mekanika kuantikoan, energiaren egoera geldikor baten energiaren balio espero dena konstante mantentzen da. Hala ere, badira hamiltoniarrari ez dagozkion egoerak, zeinarentzat espero den energiaren egoera gorabeheratsua den, eta, beraz, ez da konstantea. Neurtutako energiaren bariantza, gainera, denbora-tartearen araberakoa izan daiteke, [[Heisenbergen ziurgabetasunaren printzipioa|Heisenbergen ziurgabetasun-printzipioaren]] arabera.

Energia sistema fisikoen propietate bat da; ez da egoera fisiko erreala, ezta ''substantzia ukiezina'' ere. Hala ere, badira energia egiazkotzat jo dutenak, hala nola [[Wilhelm Ostwald]], baliokidetasunaren ekuazioaren arabera materia kantitatearen neurria den masa energia bihur daitekeelako eta alderantziz. Beraz, ez da abstrakzio bat, errealitate aldaezina baizik, materia ez bezala. Mekanika klasikoan, magnitude eskalar gisa irudikatzen da. Energia sistema fisikoen propietate baten abstrakzio matematikoa da. Adibidez, energia zinetiko nulua duen sistema atsedenean dagoela esan daiteke. Problema erlatibistan, partikula baten energia ezin da eskalar aldaezin baten bidez irudikatu, lau-bektorialeko energia-momentu baten denbora-osagaiaren bidez baizik (lauko-momentu), behatzaile ezberdinek ez baitute energia bera neurtzen ez badira, partikularekiko, abiadura berean mugitzen. Materia-banaketa jarraitutzat hartzen bada, deskribapena are zailagoa da, eta, mugimendu-kantitatea eta energia behar bezala deskribatzeko, [[Energia-momentu tentsore|energia-momentu tentsorea]] erabili behar da.

Sistema fisikoen abstrakzio gisa erabiltzen da magnitude eskalarrekin lan egiteko erraztasunagatik, [[abiadura]] edo [[Azelerazio|azelerazioa]] moduko [[Bektore (matematika)|magnitude bektorialekin]] alderatuta. Adibidez, [[Mekanika|mekanikan]], [[Energia mekaniko|energia mekanikoa]] osatzen duten energia zinetikoaren (potentzialaren) araberako sistema baten [[dinamika]] erabat deskriba daiteke, [[Mekanika newtondar|mekanika newtondarrean]] kontserbatzearen propietatea duena, hau da, denboran aldaezina izatea.

Matematikoki, Noetherren teoremaren arabera, sistema baterako [[Energiaren kontserbazioaren printzipioa|energiaren kontserbazioa]] da sistema horren eboluzio-ekuazioak kontuan hartutako denbora-momentutik independenteak izatearen ondorio zuzena. Energia ere [[magnitude fisiko]] bat da, hainbat formatan aurkezten dena; egoera fisikoa aldatzeko prozesu guztietan inplikatuta dago; eraldatu eta transmititu egiten da; erreferentziazko sistemaren araberakoa da, eta sistema hori kontserbatu egiten da<ref>Alomá Chávez, Eduardo; Malaver, Manuel (7 de marzo de 2007). ''[http://www.saber.ula.ve/bitstream/123456789/20195/2/articulo13.pdf Los conceptos de calor, trabajo, energía y teorema de Carnot en textos universitarios de termodinámica]'' (38). Caracas, Venezuela: EDUCERE. p. 481. <small>[https://portal.issn.org/resource/issn/1316-4910 ISSN 1316-4910]</small>. Consultado el 30 de noviembre de 2014</ref>. Beraz, gorputz orok izan dezake energia bere mugimenduaren, [[Egongune|posizioaren]], [[Tenperatura|tenperaturaren]], [[Masa|masaren]], konposizio kimikoaren eta beste propietate batzuen arabera. [[Fisika|Fisikaren]] eta [[Zientzia|zientziaren]] hainbat diziplinatan, energiaren hainbat definizio ematen dira, denak koherenteak eta elkarren artean osagarriak, eta guztiak [[Lan (fisika)|lanaren]] kontzeptuarekin lotuak beti. [[Mekanika|Mekanikan]] honako hauek daude:

* [[Energia mekaniko]]a: energia mota hau hiru energia talde desberdinetan bana daiteke:
** [[Energia zinetiko]]a: Energia hau gorputzek [[higidura|mugitzean]] lortzen dutena da. Energia hau garbi agertzen da, adibidez, kotxe batek istripua edukitzen duenean (Ec)
** [[Energia potentzial]]a: gorputzek, beren [[posizio]]a dela-eta, duten energia mota da (Ep).
** [[Energia potentzial grabitatorio]]a: Lurrazaletik altuera batera egoteagatik, gorputzek duten energia mota da. Adibide argienetako bat [[zentral hidroelektriko]]arena da (g).

[[Elektromagnetismo|Elektromagnetismoan]], dugu:
* Energia elektromagnetikoa honela osatzen da:
** [[Argindar|Energia elektrikoa]]: [[intentsitate elektriko|korronte elektrikoak]] duena da. [[Zentral elektriko]]ak deritzen eraikin handietan sortzen da, [[sorgailu elektriko]]en bidez. Pila lehorretan edo metagailu elektrikoetan (bateria hitzez ere ezagutuan) ere sortzen da.
** [[Erradiazio-energia]]: [[erradiazio elektromagnetiko]]ak duena da, adibide argiena [[argi]]ak duena; beraz, eguzki-energia da garrantzitsuena, izan ere azpimarratzekoa da, Lurrean dugun energia gehiena Eguzkitik datorrela.
** [[Berotze-ahalmen|Energia kalorikoa]]: materia masaren unitateak oxidazio erreakzio kimiko bat gertatzean aska dezakeen energia kantitatea.
** Energia elektriko potentziala (Ikus: [[Potentzial elektriko]])

* [[Termodinamika|Termodinamikan]] daude:
** [[Barne energia|Barne-energia]]: sistema bat osatzen duten partikulen energia mekanikoaren batura da.
** [[Energia termiko]]a: Gorputz batek bere [[tenperatura]], [[Bolumen (espazioa)|bolumen]], [[presio]]a eta [[materiaren egoera|egoera fisikoa]] direla eta duen energia da. [[Barne energia]] bezala adierazten da maiz.
** [[Potentzial termodinamiko|Potentzial termodinamikoa]]: egoera-aldagaiekin lotutako energia.

* [[Energia nuklear]]ra: Energia [[atomo nukleo|nukleo atomikoetatik]] dator. [[Fusio nuklear|Fusio]] eta [[fisio nuklear|fisio]]-erreakzio nuklearretatik datorren energia mota da. Nukleoak zatitzen (fisioa) edo batzen (fusioa) direnean sortzen da. Horrelakoetan, nukleoen masaren parte bat energia bihurtzen da.

* [[Erreakzio kimiko|Energia kimikoa]]: naturako konposatu guztiek dutena da, barneko loturen energiaren kausaz. Bai materia bizigabean eta bai materia bizidunean gertatzen diren erreakzio kimikoetan agertzen da, hau da, naturako substantzia guztiek duten energia mota hau atomoak biltzeko indarraren ondorioz.

=== Fisika erlatibista ===
[[Erlatibitatearen teoria|Erlatibitatean]] daude:
* [[Atseden-energia]]: masak eragindako energia, [[Albert Einstein|Einsteinen]] formula ezagunaren arabera, [[E=mc²|E=mc<sup>2</sup>]], masaren eta energiaren arteko baliokidetasuna ezartzen duena.
* [[Desintegrazio-energia]]: atsedenean dagoen energia desintegrazio baten hasierako eta amaierako partikulen artean dagoen aldea.

Masa kontzeptua birdefinitzean, energia zinetikoa ere aldatzen da. Partikula material bat dela eta, ezin da esan behatzaile guztientzat energia ondo definitu eta berdina denik; izan ere, energia eta momento lineala lau-bektorialeko baten zati dira. «Energia» da lauko-momentu horren denbora-osagaia, baina, erlatibitatearen izaera dela eta, denbora-tartea edo distantzia espaziala behatzaileari lotuta dagoen bezala, lauko-momentuaren osagai espazialak ([[Momentu lineal|momentu lineala]]) eta denborazkoak ([[energia]]) behatzaileari dagozkio. [[Medio jarraituen mekanika|Medio jarraitu]] baterako edo [[Eremu (fisika)|eremu fisiko]] baterako, zailtasunak are handiagoak dira, eta, oro har, energia ez dago lauko-momentu bati lotuta, [[Energia-momentu tentsore|energia-momentu tentsoreari]] baizik.

[[Erlatibitate orokorra|Erlatibitate orokorrean]], grabitazio-eremua ez da, berez, eremu fisiko arrunta, eta horrek zailtasunak dakartza isolatu gabeko sistema bati emandako energia bat egozteko; izan ere, eremu grabitatorio ez-egonkorrak ez du energia potentzial ongi definiturik sortzen.

== Energia kontzeptua erlatibitatearen teorian eta mekanika kuantikoan ==
[[Mekanika klasiko]]an garaturiko energia kontzeptua zabaldu egin zen [[XX. mende]]aren hasieran [[erlatibitatearen teoria]] eta [[mekanika kuantiko]]a sortzean. Bi teoria horiekin batera, ordura arte masari eta energiari buruz fisikariek zituzten usteak aldatu behar izan ziren, eta alde batera utzi behar izan ziren zenbait suposizio, hala nola energia magnitude jarraitua zela eta [[masa]] eta energia bi kontzeptu independente zirela ziotenak, bereziki.

=== Energia-kuantoak ===
{{sakontzeko|Mekanika kuantiko}}
[[Max Planck]]ek XIX. eta XX. mendeen arteko mugan adierazi zuenez, fenomeno [[atomo|atomikoekin]] erlazionaturiko transformazio energetikoak egokiro ulertu eta deskribatzeko, beharrezkoa da energia-kuantu deritzon kontzeptua erabiltzea. Ordura arte energia magnitude jarraitua zela uste bazen ere, energiaren transmisioan kantitate minimo batzuk ([[kuantu]]ak, alegia) pasatzen dira batetik bestera. Esate baterako, [[elektroi]] bat energia-maila batetik beste batera pasatzean, [[erradiazio]]a gertatzen da, eta mailen arteko energiaren erradiazio hori [[fotoi]] modura igortzen da, alegia, energia jakineko kuantu modura. Fotoiaren <math>E</math> energiaren eta erradiazioaren <math>\nu</math> maiztasunaren artean erlazio hau dago: <math>E = h\nu</math> , non <math>h</math> hori [[Plancken konstante]]a den, <math>
h = 6,262 \times 10^{-34}  \text {J} \cdot \text {s}</math> balio duena<ref name=":0" />.

Ohar bat egin behar da kuantuen erabilerari dagokionez. Berez, kuantuak fisika mikroskopikoan baino ez dira erabiltzen zehazki. Fisika makroskopikoan ere kontsidera daitezke, noski, baina, hain txikiak izanik, ez dira hautemangarriak; horregatik, praktikan, fisika makroskopikoan kantitate jarraitutzat har dezakegu energia.

=== Masaren eta energiaren arteko baliokidetza ===
:''Sakontzeko, irakurri: [[E=mc²]]''
[[Mekanika klasiko]] newtondarrean, partikula puntualaren [[masa]]k konstante dirauela suposatzen da, partikula higitu arren ere. [[Erlatibitatearen teoria]]n, ordea, masa [[abiadura]]ren funtzioa da formula honen arabera:

<math display="block">m = {m_0 \over \sqrt{1-{v^2 \over \text {c}^2}}},</math>

non <math>m_0</math> pausaguneko masa den, <math>v</math>, partikularen abiadura eta <math>c</math>, argiaren abiadura. Adierazpen hori kontuan harturik ikus daitekeenez, gorputzaren abiadura [[argiaren abiadura]]ren baliora hurbiltzean, masa gero eta handiagoa da, eta <math>\text {c}</math> balioaren mugan balio infinitua izango luke. Hortik baieztatu zuen Einsteinek argiaren abiadura ezin daitekeela gainditu.

Masaren izaera erlatibista kontuan izanik, partikularen energia zinetikoa ezin daiteke jadanik <math>{1 \over 2}m_0v^2</math> formularen bidez adierazi (mekanika klasikoan ez dira bereizten pausaguneko <math>m_0</math> masa eta higidurako <math>m</math> masa, [[higidura]]n ere balio bera baitu masak); aitzitik, energia zinetikoa

<math display="block">E_\text {k}=E-E_0</math>

eran adierazten da, non

<math display="block">E= m \text{c}^2={m_0 \text {c}^2 \over \sqrt{1-{v^2 \over \text {c}^2}}}</math>

delakoa energia osoa den, eta

<math display="block">E_0=m_0 \text {c}^2</math>

delakoa, pausaguneko energia. Energia osoa seriez garatuz, balio hau lortzen da energia zinetikoari dagokionez:

<math display="block">E_k=m_0 \text {c}^2+{1 \over 2}m_0 v^2+
{3 \over 8}m_0 {v^4 \over \text {c}^2}+\dots - m_0 \text {c}^2
= {1 \over 2}m_0v^2+{3 \over 8}m_0{v^4 \over \text {c}^2}+\dots</math>

Agerikoa denez, mekanika klasikoan kontsideratzen diren abiaduretan bigarren gaia beti da oso txikia lehenengoarekin alderaturik, eta, horregatik, <math>{1 \over 2}m_0v^2</math> balioa hurbilketa ona da.

Ikusi dugunez, erlatibitatearen teorian agerian geratzen da masaren eta energiaren arteko baliokidetza, zeren <math>E=m \text {c}^2</math> formula ([[E=mc²]]
) erabili behar baita. Hortaz, erlatibitatearen teoriako masaren kontzeptu horrek ondorio garrantzitsua du; hots, [[Energiaren kontserbazioaren printzipioa|kontserbazio-printzipio]] bakarrean biltzen dira aurretik independentetzat hartzen ziren masaren eta energiaren kontserbazio-printzipioak. Gainera, erlazio hori ez da soilik baliagarria energia zinetikoaren kasuan, zeren edozein energia-motaren kasuan ere aplika baitaiteke.

=== Materiaren egitura eta energia ===
Erlatibitatearen teorian finkaturiko masaren eta energiaren arteko baliokidetza ulertzea funtsezkoa izan da materiaren barne-egitura ulertzeko, bereziki, [[oinarrizko partikula|oinarrizko partikulen]] arteko loturak eta [[atomo]]en egonkortasuna ulertu ahal izateko.

Kasurako, [[atomoen nukleoa]] [[nukleoi]]z (hots, [[protoi]]z eta [[neutroi]]z) osaturik dago, baina, [[Fisio nuklear|nukleoa apurtu nahi badugu]], energia eman behar zaio; zehazki, apurtzeko eman beharreko energia hori protoiak eta neutroiak bilduz nukleoa eratzeko askatu behar den energia-kantitate berbera da, [[Elkarrekintza nuklear ahula|lotura-energia]], alegia. Eta, ikus daitekeenez, nukleoaren masa hasierako protoien eta neutroien masen batura baino txikiagoa da; hain zuzen ere, masaren eta energiaren arteko baliokidetzari dagokio zehazki lotura-energiaren eta masa-galeraren arteko baliokidetza, erlatibitatearen teoriarekin bat. Esandakoaren adibide garbia dugu [[Eguzkia]]n edota izarretan gertatzen diren [[Fusio nuklear|erreakzio termonuklearretan]] agertzen zaiguna. Bi [[hidrogeno]]-nukleo ([[deuterio]]) elkarrekin fusionatu, eta [[helio]]-nukleo bihurtzen dira, baina erreakzio horren emaitza den helio-nukleoaren masa txikiagoa da hasierako osagaien masen batura baino: masa-galera hori energia bihurtzen delako gertatzen da, eta horixe da, preseski, Eguzkiaren energiaren iturria.

Nukleoien arteko lotura-energia kontuan hartzea funtsezkoa da fusio edo fisio nuklearreko erreakzioetan aska daitekeen energia kalkulatu ahal izateko, betiere atomoen masa-galera energiaren iturria dela kontuan izanik.

== Energia baliabide natural gisa ==
[[Teknologia|Teknologian]] eta [[Ekonomia|ekonomian]], energia-iturria [[Baliabide natural|baliabide naturala]] da, baita hura ustiatzeko eta industria- eta ekonomia-erabilera egiteko teknologia ere. Energia, berez, ez da inoiz azken kontsumorako ondasun bat, ondasun eta zerbitzuen produkzioan beste behar batzuk asetzeko bitarteko ondasuna baizik. Ondasun urria denez, energia baliabide energetikoak kontrolatzeko gatazka-iturri izan da historikoki.

Ohikoa da energia-iturriak sailkatzea lehengai batzuen erabilera itzulezina edo ez kontuan hartuta, hala nola erregaiena edo mineral erradioaktiboena. Irizpide horren arabera, teknologikoki ustiatu daitezkeen bi energia-iturri multzo handi aipatzen dira:

=== Energia berriztagarriak eta ez-berriztagarriak ===
==== Berriztagarriak ====
{{sakontzeko|Energia berriztagarri}}
Ingurumenaren degradazioa, garapen-bidean dauden herrialdeen eta herrialde garatuen arteko desoreka energetikoa eta baliabide erregaien ahitzea, energia berriztagarrien garapena bultzatu duten faktoreak dira.

Energia berriztagarriek komunean dituzte hainbat ezaugarri:

Energia tradizionalek ingurumenari egiten diotena baino kalte txikiagoa edo batere kalterik ez dute eragiten.
* Inbertsio handiak eskatzen dituzte normalean.
* Agortezinak edo oso ugariak dira.
* Baliabide naturalen aprobetxamendua suposatzen dute.

Erabili ahala inoiz agortuko ez diren energiak dira. Ingurumenarekin errespetutsuak dira, eta inguruan eskuratu daitezke.
* [[Eguzki-energia]]. Honako hau, eguzkitik Lurrera erradiazio elektromagnetiko itxuran iristen den energia mota da. Eguzkia iturri agortezina da, eta energia termikoa edo elektrizitatea sortzeko erabiltzen dugu.

* [[Biomasa]]. Prozesu naturalek eraturiko konposatu organikoetatik lortzen da. Esate baterako, hondakinen hartziduraren ondorioz sortutako biogasa edo azukreen eraldaketa bidez lortutako alkohola energia-iturri biomasikoak dira. Naturatik zeharka edo zuzenean ateratzen den energia-erregaia da biomasa.

* [[Energia eoliko|Eolikoa]]. Haizeak eragiten edo sortzen duen energia da. Gizakiak erabili zuen lehenengoetarikoa izan zen errotak eta abar mugitzeko, eta gaur egun ere erabiltzen da errota industrialei, bonbei… energia eman edo eta mugiarazteko.

* [[Energia hidrauliko|Hidraulikoa]]. Ibaietako ura da energia honen sortzailea. Ura urtegi batean bilduko da, eta, gero, altuera handi batetik erortzen utziko da turbina baten gainera, eta turbina horrek, biratzean, elektrizitatea sortuko du. Zentral hidraulikoak jartzeko lekurik aproposenak presetako ur-jauziak dira. [[XIX. mendea]]ren bigarren erdialdean sortu zen [[Frantzia]]ko [[Alpeak|Alpeetan]].

* [[Itsas energia]]. Energia lortzeko balio duten hiru itsas fenomeno daude: olatuak, mareak eta sakontasunaren araberako tenperatura-aldaketak, eta horiek aprobetxatzen dira elektrizitatea lortzeko… Itsas zentralak mareak asko mugitzen diren tokietan soilik daude.

* [[Energia geotermiko|Geotermikoa]]. Lurrak bero itxuran gordetzen duen energia da. Gizakiak antzinatik erabiltzen du. Hori lortzeko, ura zorupean barnealdeko berotasuna oso handia den tokietan jartzen da. Ur hori berotzean, ur-lurrun bihurtu, eta ur-lurruna elektrizitatea sortzeko erabiliko da.

==== Ez-berriztagarriak ====
{{sakontzeko|Energia ez berriztagarri}}
Erabili ahala agortzen diren energia-iturrietako energiak dira.

* [[Petrolio]]aren errekuntzatik sortutakoa. Petrolioa erregai fosila da, kolore ilunekoa eta likidoa. Bere osagaiak hidrokarburo-nahasketa da: sufrea, oxigenoa eta nitrogenoa neurri aldakorretan.

* [[Gas natural]]aren errekuntzatik sortutakoa. Substantzia erregai gaseosoen nahastea da: metanoa, etanoa, propanoa, butano nitrogenoa, karbono dioxidoa, hidrogeno sulfuroa, helioa eta argona.

* [[Harrikatz|Ikatzaren]] errekuntzatik sortutakoa. Ikatza erregai fosila da, Aro primarioaren aldi Karboniferoan metatutako landare hondarrek jasandako eraldaketen azken emaitza. Lau ikatz-mota daude: antrazita, harrikatz, lignito eta zohikatza.

== Erreferentziak ==
''Testu honek cc-by-sa lizentziapean argitaratzen den [https://zthiztegia.elhuyar.eus/terminoa/eu/energia ZTHiztegiaren] pasarte bat du.''
{{erreferentzia zerrenda|1}}

== Ikus, gainera ==

* [[Joule (unitatea)|Joule]] eta [[Joule moleko]]
* [[E=mc²]]
* [[Termodinamikaren lehenengo legea]]

== Kanpo estekak ==
* [http://01energia.blogspot.com.es/ Energia lantzeko gunea]
{{autoritate kontrola}}

[[Kategoria:Energia|*]]
[[Kategoria:Magnitude fisikoak]]
[[Kategoria:Fisikaren oinarrizko kontzeptuak]]
[[Kategoria:Magnitude fisiko eskalarrak]]