Per expressar les idees clau, farem servir els codis següents:

• EN.TCE. Idees clau relacionades amb la transferència i la conservació de l’energia.
• EN.TER. Idees clau relacionades amb els fenòmens tèrmics i les transferències d’energia a través de calor.
• EN.ONE. Idees clau relacionades amb la propagació d’energies a través de so, llum i altres ones.
• EN.ELE. Idees clau relacionades amb els fenòmens elèctrics.

[EN.TCE0a]. Els objectes i sistemes materials poden guanyar o perdre energia. Aquestes variacions tenen lloc quan canvien de velocitat, temperatura, alçada, compressió o altres propietats, i estan relacionades amb la seva capacitat de provocar nous canvis al seu entorn.

[EN.TCE0b]. Hi ha fonts d’energia renovables i no renovables. Les renovables, com l’energia solar, eòlica o de les onades, es regeneren de manera natural, mentre que les no renovables, com els combustibles fòssils, s’esgoten amb l’ús i són responsables d’emissions contaminants que contribueixen a l’escalfament global. La nuclear no emet gasos d’efecte hivernacle, però sí residus nuclears.

[EN.TCE1]. L’energia és una magnitud abstracta relacionada amb com estan les coses. No és una substància ni un objecte tangible, sinó una manera de descriure l’estat dels sistemes i els seus canvis. Quan un cos guanya energia pot produir més canvis; quan la perd, en pot provocar menys.

[EN.TCE2]. L’energia es transfereix entre sistemes. En qualsevol canvi, un sistema guanya energia mentre un altre en perd. Aquest intercanvi permet entendre la transferència energètica i analitzar processos formats per diversos canvis successius, que anomenem cadenes energètiques.

[EN.TCE3]. L’energia pot ser cinètica o potencial. Tot i que en el llenguatge quotidià es fan servir molts noms per parlar de «formes» d’energia, l’energia sempre s’associa o bé al moviment o bé a la configuració d’un sistema on intervenen atraccions i repulsions. L’energia associada al moviment (energia cinètica) ve donada o bé pel moviment mecànic d’un objecte, o bé pel moviment de les partícules que el componen (energia cinètica interna). L’energia emmagatzemada associada a una configuració en què intervenen atraccions i repulsions (energia potencial) pot ser de naturalesa mecànica (energia potencial gravitatòria o elàstica) o bé interna (energia potencial química, elèctrica o nuclear).

[EN.TCE4]. La potència indica la rapidesa de la transferència d’energia. L’energia es pot transferir d’un sistema a un altre més de pressa o més a poc a poc, i la potència indica la quantitat d’energia que es transfereix per unitat de temps. Per conèixer l’energia total transferida cal multiplicar la potència pel temps que ha durat la transferència.

[EN.TCE5]. En els sistemes mecànics ideals, el treball de les forces provoca canvis entre l’energia cinètica i la potencial. En molts sistemes mecànics, com ara objectes que experimenten la força de la gravetat o forces elàstiques, aquestes forces provoquen que una part de l’energia cinètica passi a ser potencial o viceversa, però mantenint el conjunt de l’energia mecànica del sistema (la suma de la cinètica i la potencial) constant. Quan el sistema no és ideal i intervenen forces com fregaments o empentes externes això ja no passa, ja que el sistema guanya o perd energia mecànica total.

[EN.TCE6]. L’energia idealment es conserva, però tendeix a degradar-se irremeiablement. En un sistema aïllat l’energia total es manté constant, però en situacions reals una part es transforma en formes menys útils (i ja no pot aprofitar-se per generar nous canvis), sovint dissipada a l’entorn de forma imperceptible. Si hi ha un sistema o una part d’un sistema que aparentment guanya energia útil, això ha d’implicar necessàriament que un altre sistema en perdi la mateixa o més.

[EN.TCE7]. El Sol és la font d’energia lliure del planeta Terra. Tot i que l’energia es conserva, en degradar-se, els canvis necessiten nova energia lliure per continuar succeint. En el cas del sistema Terra, aquesta energia lliure nova la proporciona la llum del Sol, que està en l’origen de totes les cadenes energètiques que es donen al nostre voltant i de les quals aprofitem energia (el vent, els cursos fluvials, etc.), amb la simple excepció de l’energia provinent del centre de la Terra (fonts geotèrmiques). Per tant, tots els recursos fòssils, com el petroli o el gas, són magatzems d’energia lliure emmagatzemada durant milions d’anys que en poques dècades estem gastant.

[EN.TER1]. La calor és una transferència d’energia entre dos cossos a diferent temperatura. Aquesta transferència es dona quan dos cossos a diferent temperatura entren en contacte i l’energia es transfereix sempre del més calent al més fred fins a assolir l’equilibri tèrmic. Pot provocar un augment o una disminució de temperatura o un canvi d’estat, però mai les dues coses alhora si la substància és pura. En conseqüència, quan un cos format per una substància pura transfereix energia durant un canvi d’estat, la seva temperatura és constant.

[EN.TER2]. La calor es transfereix per conducció, convecció o radiació. La conducció requereix contacte directe, la convecció implica un fluid en moviment i la radiació es transmet en forma d’ones electromagnètiques, sense necessitat de medi material.

[EN.TER3]. La calor específica determina la resposta tèrmica d’un material. La variació de temperatura d’un cos quan rep o perd energia depèn tant de la seva massa com de la calor específica, fet que explica per què alguns materials s’escalfen o refreden més ràpidament que d’altres.

[EN.ONE0]. La llum i el so es propaguen des d’una font emissora. Es desplacen per l’espai i arriben fins als nostres òrgans receptors dels sentits de la vista i l’oïda, directament o després de reflectir-se en objectes. La llum viatja pel buit o per medis materials i es pot reflectir, travessar o desviar; el so necessita un medi material i es propaga més lentament. 

[EN.ONE1]. Les ones transporten energia, no matèria. Són pertorbacions que es propaguen portant energia i informació, com el so, la llum o les ones sísmiques, però no impliquen desplaçament de matèria. Les ones mecàniques com el so requereixen un medi material per propagar-se, mentre que les electromagnètiques com la llum visible o invisible poden també propagar-se pel buit.

[EN.ONE2]. Les ones es descriuen per l’amplitud, la freqüència i la velocitat de propagació. L’amplitud determina la intensitat, la freqüència el to o color, i la velocitat depèn del medi. En general, els medis més compactes transmeten el so més ràpidament.

[EN.ONE3]. Les ones interaccionen amb la matèria. Quan una ona arriba a un canvi de medi, pot reflectir-se, canviar de direcció (refractar-se) o perdre energia (absorció). Aquestes pèrdues d’energia fan que les ones s’esmorteeixin. També existeixen ones fora del rang de detecció humà, com els infrasons, els ultrasons o la llum infraroja i ultraviolada.

[EN.ELE0a]. Alguns materials deixen passar l’electricitat i d’altres no. Els conductors (com els metalls) permeten el pas del corrent elèctric, mentre que els aïllants (com la fusta o el plàstic) l’impedeixen.

[EN.ELE0b]. Perquè hi circuli electricitat cal un circuit tancat. Aquest circuit ha d’estar format per una font connectada a un conjunt de cables i altres elements que han de conformar un circuit tancat. La brillantor d’una bombeta està relacionada amb la quantitat d’electricitat que hi circula.

[EN.ELE1]. La intensitat de corrent elèctric en un circuit depèn de la configuració dels elements que el formen. La intensitat que circula pel circuit és proporcional a l’empenta que fa la font (que es quantifica amb el voltatge) i inversament proporcional a la resistència dels elements del circuit, segons la llei d’Ohm. Els elements en sèrie dificulten el pas de corrent, mentre que les ramificacions en paral·lel faciliten aquest circuit.

[EN.ELE2]. El voltatge s’associa a l’energia que guanyen o perden les càrregues elèctriques. El voltatge ens permet mesurar l’energia que guanyen o perden les càrregues elèctriques, i sovint parlem en termes de diferència (per exemple, és comú parlar de diferència de tensió o diferència de potencial). En les fonts d’energia d’un circuit aquesta energia que guanyen les càrregues elèctriques pot provenir o bé de reaccions químiques (piles), o bé de la llum (plaques fotovoltaiques) o del moviment d’imants i bobines (generadors electromagnètics).

[EN.ELE3]. Els processos de producció d’electricitat sempre tenen un origen en la configuració interna de la matèria. Tot i que fem servir molts termes per parlar de les fonts d’energia per produir electricitat (energia nuclear, energia tèrmica, energia solar, etc.), al final tots aquests processos tenen en el seu origen la configuració interna de la matèria (energia potencial interna – química o nuclear). L’anomenada energia nuclear aprofita el trencament d’enllaços nuclears, mentre que l’energia química ho fa amb el trencament d’enllaços químics dels combustibles fòssils. Inclús tota l’energia que prové del Sol (o de l’aigua i el vent, moguts al seu torn pel Sol) és també el resultat de reaccions nuclears de fusió que es donen en aquest astre.