Energia i moc są ze sobą ściśle powiązane, ale nie są tą samą wielkością fizyczną. Energia to zdolność do powodowania zmian; moc to szybkość, z jaką energia jest przemieszczana lub wykorzystywana.
Energia
główny artykuł
Energia to zdolność do tworzenia zmian, na przykład tworzenia ruchu. Zadania (takie jak podnoszenie pudełka) wymagają pewnej ilości energii do ich wykonania. Bateria pomieści określoną ilość energii, podobnie jak określona ilość paliwa, np. jedzenia.
Podstawową jednostką energii jest dżul. Oznacza to, że zadanie, takie jak podnoszenie pudełka na rysunku 1, wymaga określonej liczby dżuli, niezależnie od tego, jak szybko pudełko jest podnoszone.
Moc
artykuł główny
Moc to szybkość, z jaką energia jest wykorzystywana lub przekazywana – moc to ilość energii podzielona przez czas potrzebny do jej wykorzystania. Jej jednostką jest wat, czyli jeden dżul na sekundę zużytej energii. Piła tarczowa pobiera pewną ilość energii do pracy, a to, jak szybko energia jest pobierana z akumulatora, decyduje o tym, jak długo będzie on działał.
- P to średnia moc wyjściowa, mierzona w watach (W)
- ΔEsys to zmiana netto energii systemu w dżulach (J) – znana również jako praca.
- Δt to czas trwania – jak długo trwa zużycie energii – mierzony w sekundach (s)
Multiplikacja wartości mocy i okresu czasu, w którym jest ona używana, daje ilość energii. To dlatego kilowat jest jednostką mocy, ale kilowatogodzina (1 kilowat razy 1 godzina) jest jednostką energii.
Zadania (jak podnoszenie pudełka) zabierają pewną ilość energii (pewną liczbę dżuli), ale im szybciej zadanie jest wykonywane (im mniejszy Δt), tym więcej mocy zabiera (więcej watów).
Silniki vs. Zbiorniki paliwa
Silnik samochodu określa, jak dużą moc może on wywierać (jest to moc mechaniczna często wyrażana w koniach mechanicznych, w odróżnieniu od mocy cieplnej, czyli tego, jak szybko spala benzynę), natomiast ilość benzyny w zbiorniku paliwa określa, jaką energią dysponuje silnik. Im większa ilość benzyny, tym dłużej silnik może pracować bez wyczerpania energii. Im więcej mocy zużywa silnik (np. podczas szybkiej jazdy lub w celu szybkiego przyspieszenia), tym krócej trwa energia chemiczna dostępna w benzynie. Tutaj jest strona o sztuczkach jak poprawić zużycie paliwa.
Kondensatory vs. baterie
Kondensatory często mają trochę energii, która może być rozładowana dość szybko. Ten krótki czas oznacza, że mogą one mieć dość dużą moc, nawet przy niewielkiej ilości zmagazynowanej energii (jest to przydatne np. w lampach błyskowych aparatów fotograficznych). Baterie, z drugiej strony, zawierają znacznie więcej energii niż kondensator, ale rozładowują tę energię znacznie wolniej, co oznacza, że mają niższą moc wyjściową.
Analogia do pojemników z wodą
Rysunek 2 przedstawia kubek z małą ilością wody nalewanej szybko i dzbanek trzymający większą ilość wody nalewanej wolniej. Kubek dostarcza więcej wody w określonym czasie, ale całkowita ilość dostarczonej wody będzie mniejsza niż w przypadku dzbanka. Analogia jest taka, że kubek ma większą moc, ale mniejszą energię. Dzbanek uwalnia mniejsze ilości płynu przez dłuższy okres czasu. Analogia ta jest kontynuowana w przypadku dzbanka o mniejszej mocy, ale większej energii. Kubek uwalnia całą swoją wodę (energię) bardzo szybko. I odwrotnie, dzbanek trzyma znacznie więcej wody (energii), nawet jeśli nie traci jej szybko.