Orka og mismunandi orkuform
Orka er eitt af mikilvægustu viðfangsefnum eðlisfræðinnar. Mest af þeirri orku sem mannkynið notar er með einum eða öðrum hætti komið frá sólinni. Orkan flæðir frá sólu til jarðar og veldur því að gróður vex, líf dafnar og hún knýr áfram veðrakerfi, bæði vinda og úrkomu. Miklum fjármunum er varið í að kaupa orku, hvort sem um er að ræða einstaklinga eða fyrirtæki. Matur er lífsnauðsynlegur orkugjafi fyrir líkamann, bensín og olía eru orkugjafar fyrir bíla, skip og flugvélar.
Víðast hvar á Íslandi fáum við nú á dögum orku til að hita hús frá heitu vatni úr jörðinni. Í gamla daga fékkst sú orka oft með því að brenna mó en það eru samanpressaður jurtaleifar. Í dag er einnig unnin orka úr vatnsföllum og henni breytt í raforku, flutt langar leiðir með háspennulínum og notuð til að lýsa upp húsnæði og knýja hin ýmsu raftæki. Hér á landi er mestur hluti raforkunnar notaður í orkufrekum iðnaði svo sem til að breyta súráli í ál. Orka skiptir svona miklu máli í mannlegu samfélagi vegna þess að allt sem gert er krefst orku. Jafnvel það að hugsa krefst orku en heilinn notar álíka mikla orku og dæmigerð ljósapera.
Af upptalningunni hér að framan sést að orka getur birst í mjög ólíkum formum við mismunandi aðstæður. Maður getur raunar velt fyrir sér af hverju það er skynsamlegt að nota hugtakið orka í samhengi við svo ólíkar aðstæður. Ástæðan fyrir því er sú að hægt er að breyta formi orkunnar og að orka á einu formi getur oft komið í stað orku á einhverju öðru formi. Við skulum skoða nokkur dæmi. Fyrst skulum við hugsa um kerti sem kveikt er á. Við vitum að kertið minnkar en í staðinn kemur ljós, hiti og ýmsar lofttegundir sem ekki sjást. Í ljósinu frá kertinu er orka og enn meiri orka í hitanum en hana köllum við varmaorku. Þessi orka kemur úr efnaorku í kertinu en hún minnkar við brunann. Annað dæmi um umbreytingu orku er að nota má raforku til að framleiða vetni úr vatni. Vetni má síðan nota sem eldsneyti á bíla. Þriðja dæmið snýst um það hvernig orka sem er í heitu vatni getur að vissu marki komið í staðinn fyrir orkuna sem við fáum úr mat. Sú orka fer að stórum hluta í að halda líkamanum heitum. Þess vegna þarf fólk í mjög köldu umhverfi að borða meiri og orkuríkari mat en það fólk sem dvelst í hlýrra umhverfi
Lögmálið um varðveislu orkunnar
Margs konar orkubreytingar eru mögulegar. Orka getur færst á milli staða til dæmis með geislun frá sólinni til jarðar. Orka getur einnig færst frá einum hlut til annars eins og frá fæti yfir í fótbolta þegar sparkað er í boltann. Form orkunnar getur einnig breyst eins og þegar efnaorka breytist í varmaorku við bruna.
Þrátt fyrir allar þessar mögulegu breytingar á orku þá breytist ekki heildarorkan í veröldinni. Það er ekki hægt að búa til orku og heldur ekki að eyða orku. Þessi staðreynd er eitt af mikilvægustu lögmálum eðlisfræðinnar og er það kallað lögmálið um varðveislu orkunnar.
Stundum er sagt að það sé verið að eyða orku. Orka getur ekki eyðst en átt er við að orkan breytist úr tilteknu formi þar sem auðvelt er að nota hana í eitthvert annað form sem ekki er auðnýtanlegt. Til dæmis er orkusóun fólgin í því að hafa kveikt á ljósum og raftækjum þegar ekki er verið að nota þau. Heildarorkan breytist ekki við þetta en raforkan breytist í varmaorku. Raforkan er almennt auðnýtanleg og kostar peninga en varmaorka sem felst í örlítilli hitastigshækkun heima hjá manni er lítils virði.