Apesar do termo energia derivar do grego antigo, a sua utilização teve várias conotações ao longo dos tempos. Em 1802, o inglês Thomas Young (1773 – 1829) foi o primeiro a utilizar o equivalente moderno de energia. Antes, o termo utilizado para descrever o conceito era o termo vis viva, ou força da vida, introduzido pela primeira vez por Gottfried Leibniz (1646 – 1716). Este último termo nasceu profundamente arraigado ao conceito religioso da ciência dos séculos anteriores ao século XIX. No entanto, formalmente, a vis viva de Leibniz correspondia ao dobro da energia cinética de uma partícula \(\left ( mv^2 \right )\)

A utilização do termo energia, ainda hoje, tem múltiplos significados2 (dependendo do tipo de energia que esteja em consideração). Em mecânica, por exemplo, a energia corresponde à soma da energia cinética com a energia potencial,


\(E=E_c+E_p \qquad \qquad\)                              (1)


Por outro lado, em termodinâmica, a energia total de um sistema é designada energia interna, U 3 Esta última pode ser definida como uma soma de todas as formas microscópicas de energia de um sistema. É a energia associada quer à dinâmica dos átomos e/ou moléculas do sistema (energia cinética), quer à estrutura atómica e/ou molecular do sistema (energia potencial).4 A energia interna pode, assim, ser definida como a energia necessária para criar um sistema termodinâmico. Neste sentido, e à semelhança da equação (1), a energia interna também pode ser definida como a soma da energia cinética e potencial do sistema termodinâmico,


\(U=U_c+U_p \qquad \qquad\)                              (2)


No caso específico de um sistema apenas poder efetuar trocas de energia com a vizinhança, as variações de energia interna podem ser definidas matematicamente de uma forma muito simples, visto que resultam da soma entre as variações de calor e as variações de trabalho do sistema termodinâmico em questão,

\(dU=dQ+dW \qquad \qquad\)                              (3)


A energia que um fotão possui pode ser dada matematicamente por


\(E=h\nu \qquad \qquad\)                              (4)


em que \(h\) é a constante de Planck (6,626 x 10-34 J.s) e \(\nu\) a frequência da radiação.

Um outro exemplo de energia corresponde à sua utilização no contexto da física relativista; neste caso, a denominada energia de repouso é dada por


\(E=mc^2 \qquad \qquad\)                              (5)


em que \(m\) é a massa da partícula e \(c\) a velocidade da luz no vazio (3 x 108 m.s-1).


O conceito de energia está intimamente ligado com outro conceito muito importante em Química: o de conservação de energia. A conservação da energia estabelece que a quantidade total de energia num sistema isolado é invariável. Isto significa que a energia nem pode ser criada, nem poder ser destruída – apenas pode ser convertida nas suas diferentes manifestações. Universalmente, e em última análise, isto denota que todas as diferentes relações para definir as diferentes manifestações de energia são formas de definir o mesmo, e único, conceito invariável em todo o Universo.