Come sappiamo, le particelle costituenti una sostanza occupano determinate posizioni reciproche a causa delle molteplici interazioni di tipo elettrico che si stabiliscono tra i nuclei e gli elettroni negli atomi e tra gli atomi stessi. Queste interazioni tra le particelle che costituiscono le sostanze nei diversi stati di aggregazione (legami chimici e forze intermolecolari) sono all’origine di una forma di energia detta energia potenziale.

La forma di energia potenziale presente nella materia che dipende dalla posizione delle particelle che costituiscono una sostanza viene chiamata energia chimica.

Essendo associata al numero delle particelle, e quindi alla massa del sistema, anche l’energia chimica, come l’energia termica, è una grandezza estensiva.

Il patrimonio di energia chimica di un sistema resta definito se è nota la sua composizione chimica e il suo stato di aggregazione. A differenza dell’energia termica, una variazione di temperatura se non causa trasformazioni chimiche o cambiamenti di stato non produce sensibili variazioni dell’energia chimica di un sistema.

Un’altra forma di energia potenziale delle particelle è l’energia nucleare, cioè l’energia associata alle forze che tengono vicini tra loro i protoni e i neutroni nel nucleo degli atomi. Anche l’energia nucleare è una grandezza che dipende dalla massa e dalla composizione del sistema. Dobbiamo tuttavia aggiungere che l’energia nucleare di un sistema cambia soltanto a seguito delle reazioni nucleari e pertanto nelle trasformazioni fisiche e chimiche rimane di norma costante (figura ►6).