พลังงานแม่เหล็ก

พลังงานแม่เหล็ก (อังกฤษ: Magnetic Energy) เป็นพลังงานที่เกิดขึ้นในสนามแม่เหล็กหรือเกิดจากสนามแม่เหล็ก เช่นพลังงานที่เกิดขึ้นบนเหล็กที่อยู่ในสนามแม่เหล็ก ถูกแรงแม่เหล็กดูดและผลักใหวางตัวอยู่ในสนามแม่เหล็กนั้น ตามสมการของแมกซ์เวลล์ พลังงานศักย์ของแม่เหล็ก (E) ของโมเมนท์แม่เหล็ก m ในสนามแม่เหล็ก B เท่ากับ งานของแรงแม่เหล็ก(แรงบิดของแม่เหล็ก) ในการเรียงตัวในทิศทางสนามแม่เหล็กนั้น (พลังงานงานเท่ากับมวลคูณระยะทาง)

ในขณะที่ พลังงานที่ถูกเก็บอยู่ในคอยล์ (มีค่าเท่ากับ inductant L) เมื่อมีการะแสไฟฟ้า I ไหล เท่ากับ

.

สมการหลังเป็นพื้นฐานของพลังงานที่ถูกเก็บอยู่ในแม่เหล็กตัวนำยิ่งยวด

ชนิดของพลังงาน

พลังงานแม่เหล็กถูกนำไปใช้อย่างกว้างขวาง เพราะทำให้เกิดพลังงานดังต่อไปนี้

• พลังงานกล เช่นเอาไปยกชิ้นส่วนที่เป็นเหล็กในโรงประกอบรถยนต์หรือเรือ โรงตัดเหล็ก ขึ้นรูปเหล็ก โรงถลุงเหล็กจากขยะรถยนต์ โรงแยกเหล็กออกจากขยะ
• พลังงานความร้อน เช่นเอาไปทำเตาแม่เหล็ก หรือทำเครื่องเชื่อม
• พลังงานเสียง เช่นเอาไปทำไมโครโฟนหรือลำโพง
• พลังงานไฟฟ้า เช่นเอาไปผลิตกระแสไฟฟ้า ทำมอเตอร์/ไดนาโม เครื่องผลิตพลังงานแม่เหล็ก (Magnetic energy generator) มีผู้ผลิตใช้งานในบ้าน อ้างว่าไม่ต้องเสียเงินซื้อไฟจากโรงไฟฟ้าเลย
• พลังงานกระจาย เช่นทำเรดาห์ คลื่นวิทยุ เดรื่องสแกนแม่เหล็ก MRI
• พลังงานแม่เหล็กเพื่อการบำบัด เช่นใส่ไว้ในเครื่องประดับ เข็มขัด ผ้าห่ม หรือถุงเท่า เชื่อกันว่า อำนาจแม่เหล็กเมื่อแผ่กระจายเข้าไปในร่างกาย มันจะทำให้การไหลเวียนของพลังงานในเซลล์และเนื้อเยื่อต่างๆดีขึ้น
• พลังงานแม่เหล็กสีเขียว ช่วยในการผลิตไฟฟ้าพลังงานลม โดยใช้พลังงานจากแม่เหล็กที่ทำจากสารนีโอเดเมียม ซึ่งเป็นธาตุหายากแต่เป็นแม่เหล็กถาวรพลังงานสูง ลักษณะของการนำไปใช้คือทำเป็น air bearing ให้กับกังหันลม แกนกังหันลมจะไม่ต้องสัมผัสกับอะไรเลย ลอยอยู่ในสนามแม่เหล็ก ทำให้ลอแรงเสียดทาน และเพิ่มอายุของกังหันลมด้วย

พลังงานนิวเคลียร์ (Nuclear Power or Nuclear Energy)

พลังงานนิวเคลียร์

พลังงานนิวเคลียร์ (อังกฤษ: Nuclear Power or Nuclear Energy) เป็นพลังงานรูปแบบหนึ่งที่ได้จากการคายความร้อนในปฏิกิริยานิวเคลียร์ เพื่อประโยขน์ในการสร้างความร้อนและผลิตไฟฟ้า. นิวเคลียร์ เป็นคำคุณศัพท์ของคำว่า นิวเคลียส ซึ่งเป็นแก่นกลางของอะตอมธาตุ ซึ่งประกอบด้วยอนุภาคโปรตอนและนิวตรอน ซึ่งยึดกันได้ด้วยแรงของอนุภาคไพออน
พลังงานนิวเคลียร์ หมายถึง พลังงานไม่ว่าลักษณะใดๆก็ตาม ซึ่งเกิดจากนิวเคลียสอะตอมโดย
พลังงานนิวเคลียร์แบบฟิซชั่น (Fission) ซึ่งเกิดจากการแตกตัวของนิวเคลียสธาตุหนัก เช่น ยูเรเนียม พลูโทเนียม เมื่อถูกชนด้วยนิวตรอนหรือโฟตอน
พลังงานนิวเคลียร์แบบฟิวชั่น (Fusion) เกิดจากการรวมตัวของนิวเคลียสธาตุเบา เช่น ไฮโดรเจน
พลังงานนิวเคลียร์ที่เกิดจากการสลายตัวของสารกัมมันตรังสี (อังกฤษ: Nuclear Decay) ซึ่งให้รังสีต่างๆ ออกมา เช่น อัลฟา เบตา แกมมา และนิวตรอน เป็นต้น
พลังงานนิวเคลียร์ที่เกิดจากการเร่งอนุภาคที่มีประจุโดยเครื่องเร่งอนุภาค เช่น อิเล็กตรอน โปรตอน ดิวทีรอน และอัลฟา เป็นต้น
พลังงานนิวเคลียร์ บางครั้งใช้แทนกันกับคำว่า พลังงานปรมาณู นอกจากนี้พลังงานนิวเคลียร์ยังครอบคลุมไปถึงพลังงานรังสีเอกซ์ด้วย (พ.ร.บ. พลังงานเพื่อสันติ ฉบับที่ 2 พ.ศ. 2508) พลังงานนิวเคลียร์ สามารถปลดปล่อยออกมาเป็นพลังงานหลายรูปแบบ เช่น พลังงานความร้อน รังสีแกมมา อนุภาคเบต้า อนุภาคอัลฟา อนุภาคนิวตรอน เป็นต้น
ปัจจุบัน ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชัน ขององค์ประกอบใน actinide series  ของตารางธาตุได้ผลิตพลังงานนิวเคลียร์ส่วนใหญ่ในการให้บริการโดยตรงแก่มนุษย์, กับกระบวนการสลายตัวของ นิวเคลียร์ส่วนใหญ่ในรูปแบบของพลังงานความร้อนใต้พิภพและเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเทอร์โม ไอโซโทป, สำหรับการนำไปใช้เฉพาะอย่างจะใช้ประโยชน์จากปฏิกิริยาที่เหลือ. โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ (ฟิชชัน), ไม่รวมการใช้งานในกองทัพเรือ, ให้พลังงานประมาณ 5.7% ของพลังงาน ของโลกและ 13% ของกระแสไฟฟ้าของโลกในปี 2012. ในปี 2013, หน่วยงานพลังงานปรมาณูนานาชาติ (อังกฤษ: International Atomic Energy Agency (IAEA)) รายงานว่ามี 437 เครื่องปฏิกรณ์พลังงานนิวเคลียร์กำลังใช้งานอยู่ ใน 31 ประเทศแม้ว่าจะมีบางเครื่องปฏิกรณ์ที่ไม่ได้ทำการผลิตไฟฟ้าอีกแล้ว. นอกจากนี้ยังมีเรือประมาณ 140 ลำที่ใช้พลังงานนิวเคลียร์ในการขับเคลื่อนโดยเครื่องปฏิกรณ์ราว 180 เครื่อง.. ขณะที่ในปี 2013, การได้รับพลังงานสุทธิจากเครื่องปฏิกรณ์ฟิวชั่นที่ยั่งยืน, ไม่รวมแหล่งพลังงานฟิวชั่นตามธรรมชาติเช่นจากดวงอาทิตย์, ยังคงเป็นพื้นที่ต่อเนื่องของการวิจัยด้านฟิสิกส์และวิศวกรรมระหว่างประเทศ. กว่า 60 ปีหลังจากความพยายามครั้งแรก, การผลิตพลังงานฟิวชั่นในเชิงพาณิชย์ยังคงไม่น่าจะเกิดขึ้นก่อนปี 2050
มีการอภิปรายอย่างต่อเนื่องเกี่ยวกับพลังงานนิวเคลียร์  ฝ่ายเสนอ เช่น สมาคมนิวเคลียร์โลก (อังกฤษ: World Nuclear Association), IAEA และ นักสิ่งแวดล้อมพลังงานนิวเคลียร์ ยืนยันว่า พลังงานนิวเคลียร์มีความปลอดภัย, เป็นแหล่งพลังงานยั่งยืนที่ช่วยลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนฝ่ายค้าน เช่น กลุ่มกรีนพีซสากล และ หน่วยบริการข้อมูลทรัพยากรและนิวเคลียร์ (อังกฤษ: Nuclear Information and Resource Service (NIRS)), ยืนยันว่า พลังงานนิวเคลียร์สร้างภัยคุกคามจำนวนมากต่อมนุษย์และสิ่งแวดล้อม
นับถึงปี 2012, ตามข้อมูลของ IAEA, ทั่วโลกมี 68 เครื่องปฏิกรณ์พลังงานนิวเคลียร์ในงานของพลเรือนอยู่ระหว่างการก่อสร้างใน 15 ประเทศ ประมาณ 28 แห่งในจำนวนนั้นอยู่ในสาธารณรัฐประชาชนจีน (PRC), ซึ่งเป็นเครื่องปฏิกรณ์ของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ล่าสุด, ซึ่งจะเชื่อมต่อเข้ากับกริด (ไฟฟ้า)ในเดือนพฤษภาคม 2013, ในวันที่ 17 กุมภาพันธ์ ปี 2013 ได้เดนเครื่องในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ Hongyanhe ในประเทศสาธารณรัฐประชาชนจีน. ในสหรัฐอเมริกาเครื่องปฏิกรณ์ Generation III ตัวใหม่สองเครื่องอยู่ระหว่างการก่อสร้างใน Vogtle. เจ้าหน้าที่อุตสาหกรรมนิวเคลียร์สหรัฐอเมริกาคาดหวังว่า เครื่องปฏิกรณ์ใหม่ 5 เครื่องจะนำมาให้บริการในปี 2020, ทุกเครื่องในโรงไฟฟ้าที่มีอยู่เดิม. ในปี 2013, เครื่องปฏิกรณ์เก่าและไม่มีประสิทธิภาพในการแข่งขันสี่เครื่องจะถูกปิดอย่างถาวร
ภัยพิบัตินิวเคลียร์ที่ Fukushima Daiichi ที่ญี่ปุ่นในปี 2011, ที่เกิดขึ้นในเครื่องปฏิกรณ์ที่ออกแบบมาจาก Generation II ปี 1960 ตัวหนึ่ง, ย้ำเตือนให้ทำการตรวจสอบใหม่ในความปลอดภัยของนิวเคลียร์และนโยบายพลังงานนิวเคลียร์ในหลายประเทศ. เยอรมนีตัดสินใจที่จะปิดเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ทั้งหมดของประเทศภายในปี 2022 และอิตาลีได้สั่งห้ามสร้างโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ หลัง Fukushima, ในปี 2011 สำนักงานพลังงานระหว่างประเทศได้ลดการประมาณการเพิ่มกำลังการผลิตไฟฟ้านิวเคลียร์ที่จะสร้างขึ้นจนถึงปี 2035 ลงครึ่งหนึ่ง
 

พลังงานความร้อน

พลังงานความร้อน หรือ พลังงานอุณหภาพ (อังกฤษ: thermal energy) เป็น รูปแบบหนึ่งของพลังงาน มนุษย์เราได้พลังงานความร้อนมาจากหลายแห่งด้วยกัน เช่น จากดวงอาทิตย์, พลังงานในของเหลวร้อนใต้พื้นพิภพ , การเผาไหม้ของเชื้อเพลิง, พลังงานไฟฟ้า, พลังงานนิวเคลียร์, พลังงานน้ำในหม้อต้มน้ำ, พลังงานเปลวไฟ ผลของความร้อนทำให้สารเกิดการเปลี่ยนแปลง เช่น อุณหภูมิสูงขึ้น หรือมีการเปลี่ยนสถานะไป และนอกจากนี้แล้ว พลังงานความร้อน ยังสามารถทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางเคมีได้อีกด้วย

หน่วยที่ใช้วัดปริมาณความร้อน คือ แคลอรี โดยใช้เครื่องมือที่เรียกว่า แคลอรีมิเตอร์

พลังงานเคมี

    กระบวนการชีวเคมีที่เกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิต ได้แก่ การหายใจ การสังเคราะห์ด้วยแสง กระบวนการดังกล่าวส่วนใหญ่จะเกี่ยวข้องกับการสลายหรือสร้างพันธะเคมี ที่เป็นแรงยึดเหนี่ยวภายในโมเลกุลของสาร

 

              พันธะเคมี (chemical bond) เป็นแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอะตอมหรือโมเลกุลของสาร

              พลังงานพันธะ (bond energy) เป็นพลังงานที่ใช้เพื่อสลายพันธะเคมีในโมเลกุลของสารให้แตกแยกออกเป็นอะตอม เช่น การแยกน้ำด้วยไฟฟ้า เป็นต้น

              พลังงานเคมี (chemical energy) เป็นพลังงานที่เซลล์นำมาใช้ในการทำกิจกรรมต่าง ๆ และเกี่ยวข้องกับการเกิดปฏิกิริยาเคมี กล่าวคือ ทุกครั้งที่เกิดปฏิกิริยาเคมีขึ้นจะต้องมีการแลกเปลี่ยนพลังงาน อาจมีการใช้พลังงานมากหรือน้อย ขึ้นอยู่กับแต่ละปฏิกิริยา ทำให้สามารถแบ่งชนิดของปฏิกิริยาเคมีภายในเซลล์ได้เป็น 2 ประเภท คือ ปฏิกิริยาดูดพลังงานและปฏิกิริยาคายพลังงาน

 

              1) ปฏิกิริยาดูดพลังงาน (endergonic reaction) เป็นปฏิกิริยาเคมีที่เมื่อเกิดขึ้นจะมีการดูดพลังงานจากภายนอกไปใช้เพื่อเปลี่ยนแปลงสารตั้งต้นในปฏิกิริยาให้กลายเป็นผลิตภัณฑ์ จึงทำให้พลังงานของผลิตภัณฑ์มีค่าสูงกว่าพลังงานของสารตั้งต้น เช่น การดูดพลังงานเพื่อสร้างกลูโคส

 

 

 

 

จากรูปสรุปได้ว่า

              1. พลังงานของสารผลิตภัณฑ์มีค่าสูงกว่าพลังงานของสารตั้งต้น จึงเป็นปฏิกิริยาดูดพลังงาน

              2. ในปฏิกิริยาดูดพลังงานนั้น ปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อมีพลังงานกระตุ้นอยู่ตลอดเวลา จนกระทั่งปฏิกิริยาสิ้นสุดลง กล่าวคือ พลังงานกระตุ้นเป็นพลังงานทั้งหมดที่ถูกใช้ในการทำให้เกิดปฏิกิริยา

 

              2) ปฏิกิริยาคายพลังงาน (exergonic reaction) เป็นปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นแล้วจะมีการปล่อยพลังงานออกมา ทำให้พลังงานของสารตั้งต้นมีค่าสูงกว่าพลังงานของสารผลิตภัณฑ์ เช่น การหายใจระดับเซลล์

 

 

 

 

ข้อควรทราบ

          1) ปฏิกิริยาแบบคายพลังงานจะเกิดขึ้นได้ง่ายกว่าปฏิกิริยาแบบดูดพลังงาน

          2) พลังงานกระตุ้นเป็นพลังงานจลน์ที่น้อยที่สุดที่ใช้กระตุ้นสารที่จะทำปฏิกิริยาให้เปลี่ยนแปลงไปอยู่ในสภาพที่สามารถจะทำปฏิกิริยากันได้ (activated state)

          3) พลังงานกระตุ้นก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของสารที่เข้สทำปฏิกิริยากันตามทฤษฎีการชนกัน ทำให้

- อนุภาคของสารเคลื่อนที่ได้เร็วขึ้น

- ทำให้โอกาสที่อนุภาคของสารที่จะชนกันในตำแหน่งที่ไวต่อการเกิดปฏิกิริยามีมาก

พลังงานกล

พลังงานกล

พลังงานกล ในทางฟิสิกส์ จะหมายถึง พลังงานที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่โดยตรงของวัตถุ โดยประกอบไปด้วยพลังงานศักย์และพลังงานจลน์ จากสารานุกรมไทยสำหรับเยาวชนฯ เล่มที่ 1 กล่าวว่า เครื่องผ่อนแรงไม่ว่าจะเป็นชนิดใดก็ตาม ต้องการแรงที่จะขับดันให้มันทำงาน แรงนี้ได้จากพลังงานกล แรงที่มนุษย์มีอยู่แล้วได้จากกล้ามเนื้อแขน ขา ซึ่งนับว่าเป็นพลังงานกลอย่างหนึ่งเมื่อต้องทำงานมากๆ ก็ต้องเพิ่มจำนวน คนทำงาน ผู้มีอำนาจมีเงินก็ใช้กำลังเกณฑ์บังคับหรือซื้อคนมาใช้ให้ทำงานเรียกว่า ทาส ทาสเป็นพลังงานกลที่สำคัญในสมัยโบราณ เรือเดินทะเลในสมัยนั้นบางทีใช้กำลังขับแล่นด้วยฝีพายของทาส ซึ่งถูกล่ามโซ่ติดกับกราบเรือทั้งสองกราบ นายทาสตีกลองให้จังหวะฝีพายเป็นการควบคุมความเร็วของเรือ

มนุษย์อาศัยขี่หลังม้าเป็นพาหนะมานานแล้ว จนสามารถควบคุมและบังคับมันได้ดี เมื่อมีเครื่องผ่อนแรง จึงใช้แรงงานของสัตว์เลี้ยง เช่น ใช้ให้ลากรถ หมุนโม่แป้ง และวิดน้ำ ฯลฯ ม้าลา วัว ควาย อูฐ ช้าง เป็นสัตว์เลี้ยงสำคัญที่ให้พลังงานกล ในแถบขั้วโลกเหนือ ชาวเอสกิโม(Eskimo) และพวกแลปป์ (Lapp) ใช้สุนัขและกวางเรนเดียร์ในการลากเลื่อนไปในทุ่งน้ำแข็ง

แรงที่ได้จากพลังงานกลธรรมชาติมีอยู่หลายอย่าง ที่มนุษย์รู้จักนำมาใช้ก่อนอย่างอื่นคงจะเป็นการขับแล่นเรือใบด้วยกระแสลม ในยุโรปมีการใช้แรงกระแสน้ำในลำธารให้หมุนล้อจักรไม้เพื่อโม่แป้ง ในบางแถบของโลกมีภูเขาไฟ น้ำที่ไหลซึมลงไปในบริเวณนั้น เมื่อกระทบกับความร้อนใต้ดินกลายเป็นไอพุ่งขึ้นมาตามรอยแตกร้าวของหินเกิดเป็นน้ำพุร้อน ซึ่งมีแรงดันพอที่จะใช้ประโยชน์ได้ ในอิตาลีและนิวซีแลนด์ได้มีการควบคุมความดันของไอน้ำจากน้ำพุร้อน เพื่อนำมาใช้หมุนกังหันสำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

เครื่องจักรกลสมัยใหม่ใช้แรงงานจากพลังงานกลอื่นๆ ที่ไม่ใช่แรงงานจากกล้ามเนื้อ เพราะว่าอาจนำมาใช้งานตรากตรำและบังคับควบคุมได้ตามแต่ต้องการ พลังงานกลดังกล่าวอาจจะได้มาโดยการแปรรูปจากพลังงานความร้อน เช่น แรงระเบิดในลูกสูบ จากพลังงานไฟฟ้า เช่น การหมุนของมอเตอร์ไฟฟ้า เป็นต้น พลังงานกล ซึ่งอาจจะปลดปล่อยแรงงานที่คำนวณได้ แบ่งออกเป็นสองหมวดใหญ่ คือ พลังงานจลน์ และพลังงานศักย์

พลังงาน

พลังงาน

พลังงาน หมายถึงความสามารถซึ่งมีอยู่ในตัวของสิ่งที่อาจให้แรงงานได้  หรือ อังกฤษ: Energy เป็นกำลังงานที่ใช้ในช่วงเวลาหนึ่ง หรือระยะทางหนึ่ง มีค่าเป็น จูล หรือ Joule ในทางฟิสิกส์ พลังงานเป็นหนึ่งในคุณสมบัติเชิงปริมาณพื้นฐานที่อธิบายระบบทางกายภาพหรือสถานะของวัตถุ พลังงานสามารถเปลี่ยนรูป (แปลงรูป)ได้หลายรูปแบบที่แต่ละแบบอาจจะชัดเจนและสามารถวัดได้ในหลายรูปแบบที่แตกต่างกัน กฎของการอนุรักษ์พลังงานระบุว่า พลังงาน(ทั้งหมด)ของระบบสามารถเพิ่มหรือลดได้โดยการถ่ายโอนเข้าหรือออกจากระบบเท่านั้น พลังงานทั้งหมดของระบบใดๆสามารถคำนวณได้โดยการรวมกันอย่างง่ายๆ เมื่อมันประกอบด้วยชิ้นส่วนที่ไม่มีการปฏิสัมพันธ์ทั้งหลายหรือมีหลายรูปแบบของพลังงานที่แตกต่างกัน รูปแบบของพลังงานทั่วไปประกอบด้วยพลังงานจลน์ของวัตถุเคลื่อนที่, พลังงานที่แผ่รังสีออกมาโดยแสงและการแผ่รังสีของแม่เหล็กไฟฟ้าอื่นๆ และประเภทต่างๆของพลังงานศักย์ เช่นแรงโน้มถ่วงและความยืดหยุ่น ประเภททั่วไปของการถ่ายโอนและการเปลี่ยนแปลงพลังงานประกอบด้วยกระบวนการ เช่นการให้ความร้อนกับวัสดุ, การปฏิบัติงานทางกลไกบนวัตถุ, การสร้างหรือการใช้พลังงานไฟฟ้า และปฏิกิริยาทางเคมีจำนวนมาก

หน่วยของการวัดพลังงานมักจะถูกกำหนดโดยผ่านกระบวนการของการทำงาน งานที่ทำโดยสิ่งหนึ่งบนอีกสิ่งหนึ่งถูกกำหนดไว้ในฟิสิกส์ว่า เป็นแรง(หน่วย SI : นิวตัน)ที่ทำโดยสิ่งนั้นคูณด้วย ระยะทาง (หน่วย SI : เมตร) ของการเคลื่อนไหวเพื่อต่อสู้กับแรงที่กระทำโดยฝ่ายตรงข้าม ดังนั้น หน่วยพลังงานเป็นนิวตัน-เมตร หรือที่เรียกว่า จูล หน่วย SI ของกำลัง (พลังงานต่อหน่วยเวลา) เป็นวัตต์ หรือแค่ จูลต่อวินาที ดังนั้น จูลเท่ากับ วัตต์-วินาที หรือ 3600 จูลส์เท่ากับหนึ่งวัตต์-ชั่วโมง หน่วยพลังงาน CGS เป็น เอิร์ก, และหน่วยอิมพีเรียลและสหรัฐอเมริกาเป็น ฟุตปอนด์ หน่วยพลังงานอื่นๆ เช่น อิเล็กตรอนโวลต์, แคลอรี่อาหารหรือกิโลแคลอรีอุณหพลศาสตร์ (ขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของน้ำในกระบวนการให้ความร้อน) และ บีทียู ถูกใช้ในพื้นที่เฉพาะของวิทยาศาสตร์และการพาณิชย์ และมีปัจจัยการแปลงหน่วยที่เกี่ยวข้องให้เป็น จูล

พลังงานศักย์เป็นพลังงานที่ถูกเก็บไว้โดยอาศัยอำนาจตามตำแหน่งของวัตถุในสนามพลังเช่นสนามแรงโน้มถ่วง, สนามไฟฟ้าหรือสนามแม่เหล็ก ตัวอย่างเช่น การยกวัตถุที่ต้านกับแรงโน้มถ่วงทำงานบนวัตถุและเก็บรักษาพลังงานที่มีศักยภาพของแรงโน้มถ่วง ถ้ามันตก แรงโน้มถ่วงไม่ได้ทำงานบนวัตถุซึ่งแปลงพลังงานศักย์ให้เป็นพลังงานจลน์ที่เกี่ยวข้องกับความเร็ว บางรูปแบบเฉพาะของพลังงานได้แก่พลังงานยืดหยุ่นเนื่องจากการยืดหรือการเปลี่ยนรูปของวัตถุของแข็ง, พลังงานเคมีเช่นที่ถูกปล่อยออกมาเมื่อเผาไหม้น้ำมันเชื้อเพลิงและพลังงานความร้อน, พลังงานจลน์และพลังงานศักย์ขนาดเล็กๆของการเคลื่อนไหวที่ไม่มีทิศทางของอนุภาคทำให้เป็นเรื่องขึ้นมา

ไม่ใช่ทั้งหมดของพลังงานในระบบจะสามารถถูกเปลี่ยนหรือถูกโอนโดยกระบวนการของงาน; ปริมาณที่สามารถจะถูกปลี่ยนหรือถูกโอนเรียกว่าพลังงานที่มีอยู่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์จะจำกัดปริมาณของพลังงานความร้อนที่สามารถถูกเปลี่ยนให้เป็นพลังงานรูปอื่น ๆ พลังงานรูปแบบเชิงกลและอื่นๆสามารถถูกเปลี่ยนในทิศทางอื่นๆให้เป็นพลังงานความร้อนโดยไม่มีข้อจำกัดดังกล่าว

วัตถุใดๆที่มีมวลเมื่อหยุดนิ่ง (จึงเรียกว่ามวลนิ่ง) มีพลังงานนิ่งที่สามารถคำนวณได้โดยใช้สมการ ของ Albert Einstein E = mc² การเป็นรูปแบบของพลังงานแบบหนึ่ง, พลังงานนิ่งสามารถถูกเปลี่ยนไปยังหรือจากรูปแบบอื่นๆของพลังงาน ในขณะที่ปริมาณทั้งหมดของพลังงานไม่เปลี่ยนแปลง จากมุมมองนี้ จำนวนของสสารในจักรวาลก่อให้เกิดการรวมของพลังงานทั้งหมด

ในทำนองเดียวกัน พลังงานทั้งหมดจะปรากฏเป็นจำนวนสัดส่วนของมวล ตัวอย่างเช่นการเพิ่ม 25 กิโลวัตต์-ชั่วโมง (90 megajoules) ของรูปแบบใดๆของพลังงานให้กับวัตถุหนึ่งจะเพิ่มมวลของวัตถุนั้นอีก 1 ไมโครกรัม หากคุณมีเครื่องชั่งมวลที่ไวพอ การเพิ่มขึ้นของมวลนี้สามารถวัดได้ ดวงอาทิตย์ของเรา (หรือระเบิดนิวเคลียร์ )จะแปลงพลังงานศักย์นิวเคลียร์ไปเป็นรูปแบบอื่นของ พลังงาน มวลรวมของมันไม่ได้ลดลง เพราะมันยังคงมีพลังงานทั้งหมดเหมือนเดิม เพียงแต่อยู่ในรูปแบบอื่น แต่มวลของมันลดลงจริงเมื่อพลังงานหนีออกไปยังสภาพแวดล้อม ส่วนใหญ่เป็นพลังงานที่แผ่รังสี

รูปแบบใหม่ของพลังงานไม่สามารถกำหนดกฎเกณฑ์ตามใจได้ เพื่อที่จะให้ถูกต้อง มันจะต้องถูก แสดงให้เห็นว่าสามารถเปลี่ยนรูปไปยังหรือจากจำนวนที่คาดการณ์ได้ของพลังงานบางรูปแบบที่รู้จักกัน นี่จึงแสดงให้เห็นว่าปริมาณพลังงานจะมากแค่ไหนที่มันเป็นตัวแทนในหน่วยเดียวกันที่ใช้ ในรูปแบบอื่น มันจะต้องปฏิบัติตามการอนุรักษ์พลังงาน ดังนั้นมันจะต้องไม่ลดหรือเพิ่ม ยกเว้น ผ่านการเปลี่ยนแปลง(หรือถ่ายโอน)ดังกล่าว นอกจากนี้ ถ้ารูปแบบใหม่ของพลังงานที่ถูกกล่าวหาสามารถแสดงว่าจะไม่เปลี่ยนมวลของระบบในสัดส่วนกับพลังงานของมัน ดังนั้น มันไม่ได้เป็น รูปแบบของพลังงาน

สิ่งมีชีวิตต้องการพลังงานเพื่อยังคงมีชีวิตอยู่; มนุษย์ได้รับพลังงานดังกล่าวจากอาหารพร้อมกับ ออกซิเจนที่จำเป็นในการเผาผลาญอาหารนั้น อารยธรรมต้องการอุปทานของพลังงานในการ ทำงาน; แหล่งพลังงาน เช่นเชื้อเพลิงฟอสซิลเป็นหัวข้อสำคัญในด้านเศรษฐกิจและการเมือง สภาพภูมิอากาศและระบบนิเวศของโลกถูกขับเคลื่อนด้วยพลังงานแผ่รังสีที่โลกได้รับจากดวงอาทิตย์(เช่นเดียวกับพลังงานความร้อนใต้พิภพที่มีอยู่ในโลก) และมีความไวต่อการเปลี่ยนแปลงในปริมาณที่ได้รับ

ตัวอย่างของพลังงานได้แก่ พลังงานไฟฟ้า ในแบตเตอรี่ พลังงานเคมีในอาหาร พลังงานความร้อนของเครื่องทำน้ำร้อน หรือพลังงานศักย์ของน้ำที่อยู่เหนือเขื่อน

พลังงานสามารถเปลี่ยนรูปจากรูปแบบหนึ่งไปสู่รูปแบบอื่นได้ โดยกฎการอนุรักษ์พลังงานระบุว่า ในระบบปิดนั้น พลังงานทั้งหมดที่ประกอบขึ้นจากพลังงานของส่วนย่อยๆ จะมีค่าคงที่เสมอ

พลังงานที่ว่านี้ไม่สามารถจะทำให้สูญสลายไปได้ เว้นแต่ว่าจะแปรเปลี่ยนให้อยู่ในรูปของพลังงานในรูปแบบอื่น ยกตัวอย่างเช่น

• เปลี่ยนพลังงานแสงจากดวงอาทิตย์ให้เป็นพลังงานไฟฟ้าที่ใช้ตามบ้านเรือน (โดยใช้โซลาร์เซลล์)
• เปลี่ยนพลังงานสะสมที่มีอยู่ในน้ำที่เก็บไว้ในเขื่อน (พลังงานศักย์) มาเป็นพลังงานที่ใช้ขับเคลื่อนไดนาโม (พลังงานจลน์) ของโรงไฟฟ้า

และยังมีพลังงานอีกหลายรูปแบบที่เราสามารถนำมาใช้ได้แต่ยังไม่ได้นำมาใช้หรือยังไม่ได้คิดค้นขึ้นมา เช่น พลังงานจากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์แบบฟิวชั่น เป็นต้น

• ความแตกต่างของพลังงาน(energy) และ กำลังงาน(power) มีดังนี้

พลังงาน (energy) คือความสามารถทำงานได้ในช่วงเวลาหนึ่ง หรือระยะทางหนึ่ง เช่นเราเปิดไฟแสงสว่าง 100 วัตต์ทิ้งไว้ 24 ชม หมายความว่า เราใช้พลังงานไป 100x24=2400 วัตต์-ชม หรือ 2.4 kWh หรือ 2.4 หน่วยไฟฟ้า คือต้องมีหน่วยบอกเวลาหรือระยะทางเสมอ

กำลังในการทำงาน (power) คืออัตราที่งานนั้นถูกทำหรือปริมาณกำลังงานที่สามารถทำได้ เช่นแบตเตอรีรถยนต์ขนาด 12V 500A แสดงว่ามีกำลัง 12x500=6000 วัตต์ หรือ 6 kW (ไม่บอกว่า สามารถทำงานได้นานเท่าไร)

พลังงานมีอยู่ในหลายรูปแบบ ได้แก่:

ในบริบทของวิทยาศาสตร์ทางกายภาพ พลังงานมีหลายรูปแบบที่ได้รับการระบุ เหล่านี้ประกอบด้วย:

• พลังงานจลน์ (อังกฤษ: Kinetic) (มีหรือไม่มี, วัดเป็นปริมาณไม่ได้), ของการเคลื่อนไหวของร่างกาย
• พลังงานศักย์, ประเภทหนึ่ง ที่ประกอบไปด้วยหลายรูปแบบในรายการนี้
• พลังงานกลไก, ผลรวมของ (ปกติเล็กๆ) พลังงานจลน์และพลังงานศักย์
• พลังงานคลื่นกลไก (มีหรือไม่มี), รูปแบบของพลังงานกลที่ถูกแพร่กระจายโดยการแกว่งของวัสดุเช่นที่สร้างคลื่นพื้นผิวมหาสมุทรหรือที่สร้างเสียง
• พลังงานเคมี
• พลังงานไฟฟ้า
• พลังงานแม่เหล็ก
• พลังงานการแผ่รังสี (อังกฤษ: Radiant) (มีหรือไม่มี), ของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้ารวมทั้งแสง
• พลังงานนิวเคลียร์, การพันธนาการของนิวคลีออนให้อยู่ในรูปของนิวเคลียสอะตอม
• พลังงานไอออนไนเซชั่น,การพันธนาการของหนึ่งอิเล็กตรอนกับอะตอมหรือโมเลกุลของมัน
• พลังงานยืดหยุ่น
• พลังงานแรงโน้มถ่วง
• พลังงานภายใน พลังงานนิ่ง(มีหรือไม่มี) เทียบเท่ากับมวลนิ่งของวัตถุ
• พลังงานความร้อน, เทียบเท่าขนาดเล็กของพลังงานกล

พลังงานอุณหภูมิเป็นพลังงานขององค์ประกอบโมเลกุลของสสาร ซึ่งอาจประกอบด้วยทั้งพลังงานจลน์และพลังงานศักย์

• พลังงานความร้อนเป็นเพียงแค่ปริมาณของพลังงานอุณหภูมิที่กำลังถูกถ่ายโอน (ในขั้นตอนที่กำหนด) ในทิศทางของอุณหภูมิที่ลดลง
• งานเครื่องกลเป็นเพียงปริมาณของพลังงาน(กล)ที่กำลังถูกโอน (ในขั้นตอนที่กำหนด) เนื่องจาก การเคลื่อนที่ไปในทิศทางของแรงที่ถูกใส่เข้าไป

บางรายชื่อที่อยู่ในรายการข้างต้นเป็นตัวของมันเองหรือเป็นส่วนประกอบของรายชื่ออื่นๆ รายการไม่จำเป็นต้องสมบูรณ์ เมื่อใดก็ตามที่นักวิทยาศาสตร์ทางกายภาพพบว่า ปรากฏการณ์บางอย่าง ที่ดูเหมือนจะละเมิดกฎของการอนุรักษ์พลังงาน รูปแบบใหม่ของพลังงานโดยทั่วไปจะถูกเพิ่มเพื่ออธิบายความแตกต่าง

ความร้อนและงานเป็นกรณีพิเศษที่พวกมันจะไม่เป็นคุณสมบัติของระบบ แต่จะเป็นคุณสมบัติของกระบวนการถ่ายโอนพลังงานแทน โดยทั่วไปเราไม่สามารถวัดว่ามีความร้อนหรืองานเท่าไรที่ เกิดบนวัตถุนั้น รู้แต่เพียงมีพลังงานเท่าไรที่ถูกถ่ายโอนระหว่างวัตถุในรูปแบบบางอย่างในระหว่าง การเกิดขึ้นของกระบวนการที่กำหนดซะมากกว่า ความร้อนและงานจะถูกวัดว่าเป็นบวกหรือลบ ขึ้นอยู่กับเรามองการถ่ายโอนของพวกมันจากด้านไหน

กลศาสตร์คลาสสิกมีความแตกต่างระหว่างพลังงานจลน์(ที่จะถูกกำหนดโดยการเคลื่อนไหวของวัตถุผ่านพื้นที่) และพลังงานศักย์(ที่เป็นหน้าที่หนี่งของตำแหน่งของวัตถุภายในสนามแรงใดๆ) ซึ่งอาจจะเกี่ยวข้องกับการจัดเรียงตัวของวัตถุหรืออนุภาคอื่น ๆ เหล่านี้ประกอบด้วยพลังงานแรงโน้มถ่วง (ซึ่งถูกเก็บไว้ในทางที่มวลทั้งหลายจะถูกจัดวางในสนามแรงโน้มถ่วง), หลายประเภทของพลังงานนิวเคลียร์ (ซึ่งใช้ประโยชน์จากศักยภาพของแรงนิวเคลียร์และแรงที่อ่อนแอ), พลังงานไฟฟ้า (จากสนามไฟฟ้า) และพลังงานแม่เหล็ก (จากสนามแม่เหล็ก)

พลังงานอื่นๆที่คุ้นเคยเป็นส่วนผสมที่เปลี่ยนแปรไปของทั้งพลังงานศักย์และพลังงานจลน์ ตัวอย่างหนึ่งคือพลังงานกล ซึ่งเป็นผลรวมของ(ปกติเล็กๆ) พลังงานจลน์และพลังงานศักย์ใน ระบบหนึ่ง พลังงานยืดหยุ่นในวัสดุยังขึ้นอยู่กับพลังงานศักย์ไฟฟ้า (ในอะตอมและโมเลกุล) เหมือนเป็นพลังงานเคมี ซึ่งจะถูกเก็บไว้และถูกปล่อยออกมาจากอ่างเก็บที่มีพลังงานศักย์ไฟฟ้า ระหว่างอิเล็กตรอนด้วยกันและระหว่างโมเลกุลด้วยกันหรือระหว่างนิวเคลียสของอะตอมที่ดึงดูด พวกมัน

พลังงานศักย์มักจะถูกวัดเป็นบวกหรือลบขึ้นอยู่กับว่าพวกมันจะมีมากกว่าหรือน้อยกว่าพลังงาน ของสถาวะหรือคอนฟิกูเรชั่นพื้นฐานที่ระบุ เช่นสองร่างที่มีปฏิสัมพันธ์กันที่ถูกแยกห่างกันสิ้นเชิง

คลื่นพลังงาน(เช่นพลังงานแผ่รังสีหรือเสียง), พลังงานจลน์ และพลังงานนิ่ง แต่ละตัวจะมากกว่าหรือเท่ากับศูนย์ เพราะพวกมันจะถุกวัดเทียบกับสถาวะพื้นฐานของพลังงานที่ศูนย์ได้แก่ "ไม่มีคลื่น", "ไม่มีการเคลื่อนไหว" และ "ไม่มีแรงเฉื่อย" ตามลำดับ

มีความพยายามที่จะจัดหมวดหมู่ทุกรูปแบบของพลังงานว่าจะเป็นพลังงานจลน์หรือพลังงานศักย์ แต่ ริชาร์ด ไฟน์แมน ชี้ให้เห็น : "ความคิดเหล่านี้ของพลังงานศักย์และพลังงานจลน์ขึ้นอยู่กับความเชื่อในเรื่องของขนาดความยาว ตัวอย่างเช่น คนหนึ่งสามารถพูดถึงพลังศักย์และพลังงานจลน์เล็กๆซึ่ง ไม่รวมถึงพลังงานอุณหภูมิ นอกจากนี้ยังมีสิ่งที่เรียกว่า พลังงานศักย์เคมีเป็นความคิดเล็กๆและการตรวจสอบที่ใกล้ชิด แสดงให้เห็นว่าจริงๆแล้วเป็นผลรวมของพลังงานศักย์และพลังงานจลน์ในระดับอะตอมและโมเลกุล คำพูดที่คล้ายกันนำไปใช้กับพลังงาน"ศักย์" นิวเคลียร์และพลังงานรูปแบบอื่นๆส่วนใหญ่ การพึ่งพาในระดับความยาวนี้เป็นสิ่งที่ไม่ใช่ปัญหา หากระยะความยาวต่างๆถูกปลดออกซึ่งมักเกิดขึ้นบ่อยๆ แต่ความสับสนสามารถเกิดขึ้นเมื่อเครื่องชั่งความยาวที่แตกต่างกันถูกจับคู่ ตัวอย่างเช่น เมื่อแรงเสียดทานแปลงงานเล็กๆให้เป็นพลังงานอุณหภูมิขนาดเล็กๆ"

นอกจากนี้ ความเร็วสัมพันธ์ ที่กำหนดพลังงานจลน์เป็นตัวปัญหาเพราะพลังงานที่เกิดจากการ เคลื่อนไหวของร่างกายไม่เพียงมีส่วนร่วมในการรวมพลังงานทั้งหมดเช่นเดียวกับที่มันทำที่ความเร็วคลาสสิก

พลังงานอาจจะถูกเปลี่ยนระหว่างรูปแบบที่แตกต่างกันที่ประสิทธิภาพต่างๆ รายการที่แปลง ระหว่างรูปแบบเหล่านี้จะถูกเรียกว่า transducers

สสาร

สสาร

สสาร คือวัตถุต่างๆ ที่อยู่รอบตัวเรา เช่น อากาศ ก๊าซ ดิน น้ำ หรือหนังสือ เป็นสสารทั้งสิ้น ตัวเราเองก็เป็นสสาร สัตว์และพืชก็เป็นสสารสสารจะมีคุณสมบัติ 2 ประการ คือต้องการที่อยู่ ถ้าเราเอาหินใส่ในกล่องกระดาษใบหนึ่งทีละก้อน ในที่สุดก้อนหินจะเต็มกล่อง ไม่สามารถใส่ก้อนหินได้อีก เพราะก้อนหินต้องการที่อยู่กล่องจึงเต็ม หรือถ้วยแก้วที่เรามองดูว่าว่างเปล่า แท้ที่จริงแล้วมีอากาศอยู่ภายใน แต่เรามองไม่เห็นมัน ลองเอากระดาษมาหนึ่งชิ้น ใส่ลงไปในก้นแก้วเปล่า แล้วคว่ำถ้วยแก้วนี้ลงไปในถังน้ำ หรืออ่างน้ำ กดให้แก้วจมอยู่ในน้ำสักครู่ จึงยกถ้วยแก้วขึ้นมาตรงๆ จะเห็นว่ากระดาษจะไม่เปียก เพราะน้ำเข้าไปในแก้วไม่ได้ แสดงว่ามีสิ่งใดสิ่งหนึ่งอยู่ในแก้ว นั่นก็คือ อากาศ ดังนั้นอากาศก็ต้องการที่อยู่ น้ำจึงเข้าไปในแก้วไม่ได้มีน้ำหนัก สสารทุกอย่างต้องมีน้ำหนัก เช่น กระดาษเราอาจจะไม่รู้สึกว่ากระดาษมันหนัก แต่ถ้าลองยกหนังสือสัก 10 เล่ม จะรู้สึกได้ว่ากระดาษนั้นก็มีน้ำหนัก หรือนำลูกบอลที่ยังไม่ได้สูบลมมาวางไว้บนตาชั่ง แล้วดูว่าหนักเท่าไร หลังจากนั้นนำลูกบอลไปสูบ ให้อากาศเข้าไปจนเต็มลูกบอล แล้วนำไปวางบนตาชั่งอีกครั้ง จะเห็นว่าครั้งนี้ลูกบอลจะหนักกว่าครั้งแรก แสดงว่าอากาศที่เพิ่มเข้าไปในลูกบอลนั้นมีน้ำหนัก


    สถานะของสสาร

สสารมี 3 สถานะ คือ ของแข็ง ของเหลวและก๊าซ

ของแข็ง (Solid)

คือ สถานะของสสารที่มีอนุภาคอยู่ชิดกัน มีช่องว่างระหว่างอนุภาคน้อย อนุภาค ของสสารจึงเคลื่อนไหวได้ยาก ดังนั้นสสารจึงมีรูปร่างคงที่เกิดการเปลี่ยนแปลงได้ยาก สสารที่มีสถานะเป็นของแข็ง เช่น หิน

ของเหลว (Liquid)

คือ สถานะของสสารที่มีอนุภาคอยู่ห่างกันมากกว่าของแข็ง จึงอยู่กันอย่างหลวม ๆ อนุภาคของสสารจึงเคลื่อนไหวได้ง่ายขึ้น ดังนั้นสสารจึงมีรูปร่างไม่แน่นอน เปลี่ยนแปลงไปตามภาชนะที่บรรจุ สสารที่มีสถานะเป็นของเหลว เช่น น้ำ ฝน เป็นต้น

ก๊าซ (Gas)

คือ สถานะของสสารที่มีอนุภาคอยู่ห่างกัน จึงมีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างกันน้อยมาก ทำ ให้อนุภาคเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระ ดังนั้นสสารจึงมีรูปร่างไม่แน่นอน เมื่อสสารอยู่ในภาชนะใดอนุภาคของสสารจะฟุ้งกระจายเต็มภาชนะสสารที่มีสถานะเป็นก๊าซ เช่น อากาศ ก๊าซหุงต้ม เป็นต้น

การเปลี่ยนแปลงสถานะ

การเปลี่ยนแปลงสถานะ คือการที่สสารใดๆ เกิดการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพ เช่นจากของแข็งเป็นของเหลว เป็นต้น การเปลี่ยนแปลงสถานะในแต่ละรูปแบบ มีชื่อเรียกต่างกันตามลักษณะการเปลี่ยนแปลง ดังนี้

การระเหย

คือกระบวนการการเปลี่ยนแปลงสถานะของสสาร จากของเหลว กลายเป็นก๊าซ โดยมักเกิดเมื่อของเหลวนั้นๆได้รับพลังงานหรือความร้อน ได้แก่ น้ำ เปลี่ยนสถานะเป็น ไอน้ำ

การระเหิด

คือกระบวนการการเปลี่ยนแปลงสถานะของสสาร จากของแข็ง กลายเป็นก๊าซ โดยไม่ผ่านสถานะการเป็นของเหลว ได้แก่ น้ำแข็งแห้ง เปลี่ยนสถานะเป็น ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์

การควบแน่น

คือกระบวนการการเปลี่ยนแปลงสถานะของสสาร จากก๊าซ กลายเป็นของเหลว โดยมักเกิดเมื่อก๊าซนั้นๆ สูญเสียความร้อนหรือพลังงาน ได้แก่ ไอน้ำ เปลี่ยนแปลงสถานะเป็น น้ำ

การแข็งตัว

คือกระบวนการการเปลี่ยนแปลงสถานะของสสาร จากของเหลว กลายเป็นของแข็ง โดยมักเกิดเมื่อของเหลวนั้นๆ สูญเสียความร้อนหรือพลังงาน ได้แก่ น้ำ เปลี่ยนแปลงสถานะเป็น น้ำแข็ง โดยของแข็งนั้น สามารถเปลี่ยนสถานะกลับเป็นของเหลวได้ โดยการได้รับพลังงานหรือความร้อน

การตกผลึก

คือกระบวนการการเปลี่ยนแปลงสถานะของสสาร จากของเหลว กลายเป็นของแข็ง โดยมักเกิดเมื่อของเหลวนั้นๆ สูญเสียความร้อนหรือพลังงาน ได้แก่ น้ำ เปลี่ยนแปลงสถานะเป็น น้ำแข็ง แต่โดยทั่วไปแล้ว ตกผลึกนั้นนิยมใช้ กับการเปลี่ยนแปลงรูปร่างทางทางเคมี เสียมากกว่า เพราะโดยทั่วไปใช้กับสารประกอบหรือวัตถุ ที่ไม่สามารถหลอมเหลว หรือ ละลาย กลับเป็นของเหลวได้อีก

การหลอมเหลว หรือการละลาย

คือกระบวนการการเปลี่ยนแปลงสถานะของสสาร จากของแข็ง กลายเป็นของเหลว โดยมักเกิดเมื่อของแข็งนั้นๆ ได้รับความร้อนหรือพลังงาน ได้แก่ น้ำแข็ง เปลี่ยนแปลงสถานะเป็น น้ำ

คำจำกัดความ

ถึงแม้ว่าสถานะเป็นที่ใช้กันอย่างกว้างขวางในวิทยาศาสตร์กายภาพ แต่มันก็ไม่ง่ายที่จะให้คำจำกัดความที่ถูกต้องเที่ยงตรง ก่อนที่เราจะให้คำจำกัดความโดยทั่วไป เราลองมาดูตัวอย่างเกี่ยวกับสถานะกันก่อนสักสองตัวอย่าง ตัวอย่าง: สถานะของแข็ง ของเหลว และแก๊ส น้ำ (H2O) ประกอบด้วยโมเลกุลซึ่งประกอบด้วยไฮโดรเจนสองอะตอมเกาะติดกับออกซิเจนตรงกลางหนึ่งอะตอม ที่อุณหภูมิห้อง โมเลกุลของน้ำจะอยู่ใกล้กันและมีแรงดึงดูดต่อกันอย่างอ่อนๆ โดยไม่เกาะติดกัน ทำให้แต่ละโมเลกุลเคลื่อนไหวสัมพัทธ์กันได้เหมือนเม็ดทรายในนาฬิกาทราย พฤติกรรมของโมเลกุลน้ำที่มองไม่เห็นนี้ปรากฏออกมาให้เราเห็นเป็นคุณสมบัติทางฟิสิกส์ของน้ำในสถานะของเหลวซึ่งเราคุ้นเคยกันดี เนื่องจากโมเลกุลของน้ำไม่รวมกันอยู่เป็นโครงสร้างที่แข็งตึง รูปร่างของน้ำจึงไม่ตายตัว และปรับสภาพเลื่อนไหลไปตามภาชนะที่บรรจุ และเนื่องจากโมเลกุลของน้ำอยู่ใกล้กันมากอยู่แล้ว น้ำจึงมีความต้านทานต่อการบีบอัด สังเกตได้จากการบีบลูกโป่งที่บรรจุน้ำซึ่งทำไม่ได้ง่ายเหมือนกับการบีบลูกโป่งที่บรรจุอากาศ