Kokonaisenergiaa

Kokonaisenergia, usein yksinkertaisesti kokonaisenergia, on fysiikan käsite, joka kuvaa systeemin kaikkien energiamuotojen summa. Se on perusta energianmuotojen muutosten laeille, ja sen arvo voi muuttua vain energian siirtyessä tai muuttuessa muodosta toiseen.

Yleisesti kokonaisenergia voidaan ymmärtää koostuvan useista energiamuodoista: kineettisestä energiasta (liike-energia), potentiaalienergiasta sekä sisäisestä energiasta. Joissakin yhteyksissä mainitaan myös sähköenergia ja kemiallinen energia. Mekaanisessa tarkastelussa usein puhutaan mekaanisesta energiasta, joka on K + U, kun taas kokonaisenergia sisältää lisäksi sisäisen energian. Siirtymät energian muodoista voivat tapahtua esimerkiksi vastuksesta, jäähdytyksestä tai kemiallisista reaktioista.

Säilyvyys: Jos järjestelmä on eristetty, kokonaisenergia säilyy; energiaa ei voi luoda tai tuhota, vaan se muuntuu muodosta toiseen. Esimerkiksi kitkan aiheuttama vaikutus muuntaa osan mekaanista energiaa lämpöenergiaksi, jolloin kokonaisenergia pysyy kuitenkin samana.

Rajatapaukset: Klassisen fysiikan alueella energian kokonaismäärä E = K + U pätee, kun vastusvoimia ei ole tai ne ovat huomioitu erikseen. Relativistisessa fysiikassa kokonaisenergia sisältää massan energiaa, E = mc^2, ja se on määritelty suhteessa tiettyyn viitekehyksen mukaisesti.

Käytännön merkitys: kokonaisenergiaa tarkastellaan muun muassa mekaniikassa, energiatehokkuuden arvioinnissa sekä erilaisissa teknisissä ja energiainsinöörien analyyseissä.