การแปลงพลังงานหรือที่เรียกว่าการเปลี่ยนพลังงานคือกระบวนการเปลี่ยนพลังงานจากรูปแบบหนึ่งไปเป็นอีกรูปแบบหนึ่ง^{[ 2 ]}ในทางฟิสิกส์พลังงานคือปริมาณที่ให้ความสามารถในการทำงาน (เช่น การยกวัตถุ) หรือให้ความร้อนพลังงานสามารถแปลงเป็นรูปแบบต่างๆ หรือถ่ายโอนไปยังตำแหน่งหรือวัตถุหรือสิ่งมีชีวิตอื่นได้ แต่ไม่สามารถสร้างหรือทำลายพลังงานได้^{[ 3 ]}

การศึกษาและการใช้การแปลงพลังงานประเภทต่างๆ ของมนุษย์อาจมีมาตั้งแต่ยุคก่อนประวัติศาสตร์ โดยเริ่มจากการใช้ไฟในเชิงเทคโนโลยี^{[ 4 ]} อย่างไรก็ตาม การศึกษาการแปลงพลังงานที่เป็นทางการและเป็นวิทยาศาสตร์ นั้นมีความเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดกับสาขาอุณหพลศาสตร์ออตโต ฟาน เกอริค ได้ประดิษฐ์ ปั๊มสุญญากาศเครื่องแรกในปี ค.ศ. 1650 ซึ่งเป็นจุดเริ่มต้นของการศึกษาเกี่ยวกับปั๊มและระบบเพิ่มแรงดัน การค้นคว้าในแนวทางนี้ในที่สุดก็ทำให้เกิดการพัฒนาเครื่องยนต์เครื่อง แรก ที่สามารถแปลงความร้อนเป็นงานเชิงกลได้ เครื่องยนต์เครื่องแรกถูกประดิษฐ์โดยโทมัส ซาเวอรีในปี ค.ศ. 1697 และตามมาด้วย เครื่องยนต์ ของโทมัส นิวโคเมนในปี ค.ศ. 1712

เครื่องยนต์รุ่นแรกๆ เหล่านี้มีประสิทธิภาพต่ำมาก ทำให้ไม่เหมาะสำหรับการใช้งานอย่างแพร่หลาย แต่ก็เป็นแรงบันดาลใจให้เกิดการศึกษาเพิ่มเติม ในปี ค.ศ. 1776 เจมส์ วัตต์ได้นำเครื่องยนต์ไอน้ำที่ได้รับการปรับปรุงของ เขาออกสู่ตลาด ^{[ 4 ]}ซึ่งมีประสิทธิภาพสูงขึ้นโดยใช้คอนเดนเซอร์ภายนอก ไม่นานหลังจากนั้นซาดี การ์โนต์ก็ได้รับการยกย่องให้เป็น "บิดาแห่งเทอร์โมไดนามิกส์" ด้วยการตีพิมพ์หนังสือReflections on the Motive Power of Fire (ค.ศ. 1824) ^{[ 5 ]}ในหนังสือเล่มนี้ เขาได้พัฒนาแนวคิดของวัฏจักรการ์โนต์ซึ่งเป็นหนึ่งในวัฏจักรเครื่องยนต์ความร้อนในอุดมคติเชิงทฤษฎีหลายวัฏจักรที่ได้รับการยอมรับในปัจจุบัน

ปัจจุบัน การศึกษาเกี่ยวกับการแปลงพลังงานยังคงมีบทบาทสำคัญทั้งในเชิงปฏิบัติและเชิงทฤษฎีในวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ ตัวอย่างเช่น วิศวกรของระบบโรงไฟฟ้าทำงานเพื่อลดการสูญเสียในขั้นตอนต่างๆ ของการแปลงแหล่งพลังงาน (เช่น เชื้อเพลิงฟอสซิล แสงแดด หรือลม) ให้เป็นพลังงานไฟฟ้าที่ใช้งานได้^{[ 6 ]}

ตามกฎข้อแรกของเทอร์โมไดนามิกส์พลังงานไม่สามารถสร้างหรือทำลายจากระบบที่แยกตัวได้แต่สามารถเคลื่อนที่จากส่วนหนึ่งของระบบไปยังอีกส่วนหนึ่ง หรือแปลงระหว่างพลังงานประเภทต่างๆ ที่สามารถทำงานได้ ( พลังงานอิสระ ) และพลังงานในรูปของความร้อน [ ^{6 ] อย่างไรก็ตาม}กฎข้อที่สองของเทอร์โมไดนามิกส์ยังระบุว่าเอนโทรปีของระบบจะไม่เปลี่ยนแปลงหรือเพิ่มขึ้นเสมอ ไม่ลดลง เมื่อรวมกฎข้อแรกและข้อที่สองเข้าด้วยกัน จะแสดงได้ว่า 1) ต้องใช้พลังงานอิสระเพื่อสร้างเอนโทรปี ดังนั้น 2) การถ่ายโอนพลังงานจะลดลง (หรือคงไว้) พลังงานอิสระทั้งหมด และเพิ่มขึ้น (หรือคงไว้) พลังงานทั้งหมดที่เก็บไว้ในรูปของความร้อน ผลก็คือ ทุกครั้งที่พลังงานถูกแปลงหรือถ่ายโอน ปริมาณพลังงานอิสระที่มีอยู่เพื่อทำงานจะคงที่หรือลดลงประสิทธิภาพการแปลงของการถ่ายโอนพลังงานหมายถึงอัตราส่วนของงานทั้งหมดที่ทำหารด้วยความร้อนทั้งหมดที่ถ่ายโอน และตามกฎของเทอร์โมไดนามิกส์ข้างต้น ประสิทธิภาพนี้จะน้อยกว่า 100% เสมอ^{[ 6 ]}

โดยทั่วไป อุณหพลศาสตร์ศึกษาการเปลี่ยนแปลงพลังงานผ่านมุมมองของวัฏจักร หรือเส้นทางปิดที่ประกอบด้วยขั้นตอนกระบวนการตามพื้นที่เฟสของตัวแปรทางอุณหพลศาสตร์สองตัว^{[ 6 ]}วัฏจักรที่ใช้การถ่ายเทความร้อนจากร้อนไปเย็นเพื่อสร้างงานเรียกว่าเครื่องยนต์ความร้อนหรือวัฏจักรพลังงาน เครื่องยนต์ความร้อนสามารถจำแนกได้ตามประเภทของวัฏจักรที่นำมาใช้ ตัวอย่างของวัฏจักรที่สามารถใช้เป็นเครื่องยนต์ความร้อน ได้แก่วัฏจักรคาร์โนต์วัฏจักรแรงไคน์ วัฏจักรเบรย์ตันและวัฏจักรสเตอร์ลิงวัฏจักรที่แตกต่างกันมีประสิทธิภาพสูงสุดที่แตกต่างกัน และอาจใช้งานได้จริงมากหรือน้อยแตกต่างกันไปสำหรับการใช้งานเฉพาะ^{[ 7 ]}การวิเคราะห์ทางอุณหพลศาสตร์ของเครื่องยนต์ความร้อนโดยทั่วไปจะพยายามคำนวณปริมาณต่างๆ เช่น งานที่ทำในแต่ละขั้นตอนกระบวนการ ความร้อนที่ป้อนเข้า และประสิทธิภาพโดยรวมของการเปลี่ยนแปลงพลังงาน การผลิตพลังงานสำหรับโครงข่ายไฟฟ้าเกิดขึ้นในระบบต่างๆ เช่นโรงไฟฟ้าพลัง ไอ น้ำโรงไฟฟ้าพลังงานถ่านหินและเครื่องยนต์กังหันก๊าซซึ่งทั้งหมดนี้สามารถอธิบายได้ว่าเป็นเครื่องยนต์ความร้อนประเภทต่างๆ^{[ 6 ]}

ดังที่กล่าวไว้ข้างต้น ปริมาณพลังงานอิสระที่มีอยู่จะคงที่หรือลดลงเสมอ เนื่องจากความร้อนไม่สามารถเปลี่ยนเป็นงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ 100% อย่างไรก็ตาม การแปลงพลังงานอิสระไปเป็นพลังงานอิสระชนิดอื่นนั้นถูกจำกัดโดยการอนุรักษ์พลังงานเท่านั้น ดังนั้นในทางทฤษฎีจึงสามารถเกิดขึ้นได้อย่างมีประสิทธิภาพ 100% ^{[ 8 ]}กระบวนการที่พลังงานอิสระไม่สูญเสียไปเรียกว่าการแปลงแบบย้อนกลับได้ ในขณะที่กระบวนการที่สูญเสียพลังงานเรียกว่าการแปลงแบบย้อนกลับไม่ได้^{[ 6 ]} เนื่องจากความสัมพันธ์ที่ใกล้ชิดระหว่างอุณหพลศาสตร์และวิทยาศาสตร์สารสนเทศความสามารถ ในการย้อนกลับได้ จึงมีบทบาทสำคัญในการคำนวณ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการคำนวณควอนตัมซึ่งการสร้างความร้อนเป็นสิ่งที่ไม่พึงประสงค์อย่างยิ่ง^{[ 9 ]}กระบวนการแปลงพลังงานส่วนใหญ่ไม่สามารถย้อนกลับได้ และชะตากรรมสมมติอย่างหนึ่งของจักรวาลก็คือ ในที่สุดพลังงานอิสระทั้งหมดจะถูกแปลงเป็นความร้อนที่กระจายตัวอย่างไร้ประโยชน์และสมดุล ชะตากรรมนี้เรียกว่า " ความตายจากความร้อน " หรือ "การแช่แข็งครั้งใหญ่" ^{[ 10 ]}

ในทางปฏิบัติ การแปลงพลังงานอิสระเป็นความร้อนสามารถสังเกตได้ในรูปของแรงเสียดทานแรงต้าน ความต้านทานไฟฟ้าการสร้างรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าความยาวคลื่นยาว โดยตรง หรือกระบวนการที่คล้ายคลึงกัน แรงเสียดทานและแรงต้านมีน้อยมากในสุญญากาศตัวอย่างเช่นพลังงานศักย์โน้มถ่วงสามารถแปลงเป็นและจากพลังงานจลน์ได้โดยมีการสูญเสียน้อยมากในระหว่างการโคจรของวัตถุท้องฟ้าในอวกาศ — กฎของเคปเลอร์โดยพื้นฐานแล้วถือว่าไม่มีการสูญเสียพลังงานอิสระ^{[ 11 ]}ในทำนองเดียวกันตัวนำยิ่งยวดไม่มีความต้านทานต่อกระแสตรงและมีความต้านทานต่ำต่อกระแสสลับดังนั้นพลังงานไฟฟ้า จึง สามารถใช้ในการคำนวณแบบย้อนกลับได้ในคิวบิตตัวนำยิ่งยวด^{[ 9 ]}

ในเครื่องยนต์ความร้อน ความร้อนสามารถแปลงเป็นงานได้โดยใช้ประโยชน์จากความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างสองบริเวณ วิธีหนึ่งในการเขียนกฎข้อที่สองของเทอร์โมไดนามิกส์คือในรูปของเอนโทรปี สูตรนี้ระบุว่าการเปลี่ยนแปลงทั้งหมดของเอนโทรปีเนื่องจากกระบวนการใด ๆ ที่กำหนดจะมีสององค์ประกอบ คือและซึ่งสอดคล้องกับการไหลของเอนโทรปีเข้าสู่ระบบจากสิ่งแวดล้อมและเอนโทรปีที่เกิดขึ้นภายในระบบตามลำดับ^{[ 6 ]}เนื่องจากเอนโทรปีทั้งหมดไม่สามารถลดลงได้ จึงมีค่ามากกว่าหรือเท่ากับ 0 เสมอ การไหลของเอนโทรปีมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับการไหลของความร้อนและอุณหภูมิของกระบวนการ: ${\textstyle (dS)_{f}}$${\textstyle (dS)_{g}}$${\textstyle (dS)_{g}}$${\textstyle \delta Q}$

${\displaystyle (dS)_{f}={\frac {\delta Q}{T}}}$.

การไหลของความร้อนที่ใช้ในการสร้างเอนโทรปีจะลดปริมาณความร้อนที่มีอยู่สำหรับการทำงาน ส่งผลให้ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ลดลง สมการนี้ยังแสดงให้เห็นว่าเมื่อระบบอยู่ในสมดุลทางความร้อนกล่าวคือการไหลของความร้อนหยุดลงและพลังงานคงที่ เอนโทรปีจะมีค่าสูงสุด^{[ 6 ]}

เพื่อให้การแปลงพลังงานมีประสิทธิภาพมากขึ้น ควรลดจำนวนขั้นตอนในการแปลงความร้อนเป็นงานให้น้อยที่สุด ตัวอย่างเช่น ประสิทธิภาพของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ ซึ่งพลังงานจลน์ของนิวเคลียสจะถูกแปลงเป็นพลังงานความร้อนก่อน แล้วจึงแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้า อยู่ที่ประมาณ 35% ^{[ 12 ] [ 13 ]}การแปลงพลังงานจลน์เป็นพลังงานไฟฟ้าโดยตรง ซึ่งทำได้โดยการกำจัดขั้นตอนการแปลงพลังงานความร้อนขั้นกลาง จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของกระบวนการแปลงพลังงานได้อย่างมาก^{[ 14 ]}

การเปลี่ยนแปลงพลังงานในจักรวาลตลอดช่วงเวลาต่างๆ มักมีลักษณะเฉพาะด้วยพลังงานหลายประเภท ซึ่งมีอยู่มาตั้งแต่บิ๊กแบงและต่อมาถูก "ปลดปล่อย" (กล่าวคือ เปลี่ยนไปเป็นพลังงานประเภทที่มีฤทธิ์มากขึ้น เช่น พลังงานจลน์หรือพลังงานรังสี) โดยกลไกกระตุ้น

การแปลงพลังงานโดยตรงเกิดขึ้นเมื่อไฮโดรเจนที่ผลิตขึ้นในบิ๊กแบงรวมตัวกันเป็นโครงสร้างต่างๆ เช่น ดาวเคราะห์ ในกระบวนการที่ส่วนหนึ่งของศักยภาพแรงโน้มถ่วงถูกแปลงเป็นความร้อนโดยตรง ตัวอย่างเช่น ในดาวพฤหัสบดีดาวเสาร์และดาวเนปจูนความร้อนดังกล่าวจากการยุบตัวอย่างต่อเนื่องของชั้นบรรยากาศก๊าซขนาดใหญ่ของดาวเคราะห์ยังคงขับเคลื่อนระบบสภาพอากาศส่วนใหญ่ของดาวเคราะห์ ระบบเหล่านี้ซึ่งประกอบด้วยแถบบรรยากาศ ลม และพายุรุนแรง ได้รับพลังงานจากแสงอาทิตย์เพียงบางส่วนเท่านั้น อย่างไรก็ตาม บนดาวยูเรนัสกระบวนการนี้เกิดขึ้นน้อยมาก นี่อาจเป็นเพราะดาวเคราะห์ปล่อยความร้อนภายในออกมาน้อยมากเมื่อเทียบกับดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์ดวงอื่นๆ อาจเนื่องมาจากการชนครั้งใหญ่ในอดีตที่ปลดปล่อยความร้อนดั้งเดิมออกมามาก หรือโครงสร้างภายในที่ขัดขวางการถ่ายเทความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพ^{[ 15 ]}

บนโลกส่วนสำคัญของความร้อนที่ปล่อยออกมาจากภายในดาวเคราะห์ ซึ่งคาดว่ามีสัดส่วนประมาณหนึ่งในสามถึงครึ่งหนึ่งของความร้อนทั้งหมด เกิดจากการยุบตัวอย่างช้าๆ ของวัสดุในดาวเคราะห์ให้มีขนาดเล็ลง ทำให้เกิดความร้อนขึ้น

ตัวอย่างที่คุ้นเคยของกระบวนการอื่นๆ ที่เปลี่ยนพลังงานจากบิ๊กแบง ได้แก่ การสลายตัวของนิวเคลียร์ ซึ่งปลดปล่อยพลังงานที่เดิม "เก็บสะสม" ไว้ในไอโซโทป หนัก เช่นยูเรเนียมและทอเรียมพลังงานนี้ถูกเก็บไว้ในขณะที่เกิดการสังเคราะห์นิวเคลียสของธาตุเหล่านี้ กระบวนการนี้ใช้พลังงานศักย์โน้มถ่วงที่ปล่อยออกมาจากการยุบตัวของซูเปอร์โนวาประเภทที่ 2เพื่อสร้างธาตุหนักเหล่านี้ก่อนที่จะถูกรวมเข้ากับระบบดาวฤกษ์ เช่นระบบสุริยะและโลก พลังงานที่ถูกกักเก็บไว้ในยูเรเนียมจะถูกปล่อยออกมาเองโดยธรรมชาติในระหว่างการสลายตัวของกัมมันตรังสี ส่วนใหญ่ และสามารถถูกปล่อยออกมาอย่างฉับพลันใน ระเบิด นิวเคลียร์ฟิชชันในทั้งสองกรณี ส่วนหนึ่งของพลังงานที่ยึดเหนี่ยวอะตอมเข้าด้วยกันจะถูกปล่อยออกมาในรูปของความร้อน

ในห่วงโซ่การเปลี่ยนแปลงที่คล้ายคลึงกันซึ่งเริ่มต้นตั้งแต่รุ่งอรุณของจักรวาลปฏิกิริยาฟิวชันนิวเคลียร์ของไฮโดรเจนในดวงอาทิตย์ได้ปลดปล่อยพลังงานศักยภาพอีกส่วนหนึ่งซึ่งถูกสร้างขึ้นในช่วงบิ๊กแบง ในเวลานั้น ตามทฤษฎีหนึ่ง อวกาศขยายตัวและจักรวาลเย็นตัวลงอย่างรวดเร็วเกินไป ทำให้ไฮโดรเจนไม่สามารถหลอมรวมเป็นธาตุที่หนักกว่าได้อย่างสมบูรณ์ ส่งผลให้ไฮโดรเจนเป็นแหล่งพลังงานศักยภาพที่สามารถปลดปล่อยออกมาได้ด้วยปฏิกิริยาฟิวชันนิวเคลียร์ กระบวนการฟิวชันดังกล่าวถูกกระตุ้นด้วยความร้อนและความดันที่เกิดจากการยุบตัวของกลุ่มเมฆไฮโดรเจนเนื่องจากแรงโน้มถ่วงเมื่อพวกมันก่อกำเนิดดาวฤกษ์ และพลังงานฟิวชันบางส่วนจะถูกเปลี่ยนเป็นแสงดาว เมื่อพิจารณาระบบสุริยะ แสงดาวซึ่งส่วนใหญ่มาจากดวงอาทิตย์ อาจถูกเก็บไว้เป็นพลังงานศักยภาพเนื่องจากแรงโน้มถ่วงอีกครั้งหลังจากที่มันตกกระทบโลก สิ่งนี้เกิดขึ้นในกรณีของหิมะถล่มหรือเมื่อน้ำระเหยจากมหาสมุทรและตกตะกอนเป็นฝนเหนือระดับน้ำทะเล (ซึ่งหลังจากถูกปล่อยออกมาที่เขื่อนไฟฟ้าพลังน้ำแล้ว ก็สามารถนำไปใช้ขับเคลื่อนกังหัน/เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าได้)

แสงแดดยังเป็นตัวขับเคลื่อนปรากฏการณ์ทางสภาพอากาศหลายอย่างบนโลก ตัวอย่างเช่นพายุเฮอริเคนซึ่งเกิดขึ้นเมื่อบริเวณมหาสมุทรอุ่นขนาดใหญ่ที่ไม่เสถียร ซึ่งได้รับความร้อนมานานหลายเดือน ปล่อยพลังงานความร้อนออกมาอย่างฉับพลันเพื่อขับเคลื่อนการเคลื่อนที่ของอากาศอย่างรุนแรงภายในเวลาไม่กี่วัน นอกจากนี้ พืชยังดักจับแสงแดดในรูปของพลังงานศักย์ ทางเคมี ผ่านกระบวนการสังเคราะห์แสงเมื่อคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำถูกเปลี่ยนเป็นสารประกอบที่ติดไฟได้ เช่น คาร์โบไฮเดรต ไขมัน และออกซิเจน การปลดปล่อยพลังงานนี้ในรูปของความร้อนและแสงอาจเกิดขึ้นอย่างฉับพลันจากประกายไฟในไฟป่า หรืออาจค่อยๆ เกิดขึ้นเพื่อการเผาผลาญ ของสัตว์หรือมนุษย์ เมื่อโมเลกุลเหล่านี้ถูกบริโภคเข้าไป และกระบวนการสลายตัวถูกกระตุ้นโดยการทำงานของเอนไซม์

ตลอดห่วงโซ่การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้พลังงานศักยภาพที่สะสมไว้ในช่วงบิ๊กแบงจะถูกปลดปล่อยออกมาในภายหลังโดยเหตุการณ์ระดับกลาง บางครั้งอาจถูกเก็บสะสมไว้ในหลายรูปแบบเป็นเวลานานระหว่างการปลดปล่อยแต่ละครั้ง ในรูปของพลังงานที่ออกฤทธิ์มากขึ้น เหตุการณ์ทั้งหมดนี้เกี่ยวข้องกับการแปลงพลังงานชนิดหนึ่งไปเป็นพลังงานชนิดอื่น รวมถึงความร้อน

โรงไฟฟ้าพลังงานถ่านหินเกี่ยวข้องกับการแปลงพลังงานเหล่านี้: ^{[ 16 ] [ 17 ]}

1. พลังงานเคมีในถ่านหินจะถูกแปลงเป็นพลังงานความร้อนโดยการเผาถ่านหินในหม้อไอน้ำเพื่อผลิตก๊าซไอเสีย
2. พลังงานความร้อนของก๊าซไอเสียในหม้อไอน้ำจะถูกแปลงเป็นพลังงานความร้อนและพลังงานจลน์ของไอน้ำแรงดันสูงผ่านการแลกเปลี่ยนความร้อนระหว่างก๊าซและน้ำในหม้อไอน้ำ
3. พลังงานจลน์ของไอน้ำจะถูกแปลงเป็นพลังงานกลเมื่อไอน้ำไหลเข้าสู่กังหัน
4. พลังงานกลจากกังหันจะถูกแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้าโดยการหมุนเครื่องกำเนิดไฟฟ้านี่คือผลผลิตขั้นสุดท้าย

ในระบบดังกล่าว ขั้นตอนที่หนึ่งและสี่มีประสิทธิภาพสูง แต่ขั้นตอนที่สองและสามมีประสิทธิภาพน้อยกว่า โรงไฟฟ้าประเภทอื่นอาจมีประสิทธิภาพมากกว่า ตัวอย่างเช่น โรงไฟฟ้าก๊าซธรรมชาติในสหรัฐอเมริกาในปี 2019 โดยรวมแล้วแปลงพลังงานที่เก็บไว้ในเชื้อเพลิงเป็นพลังงานไฟฟ้าที่ใช้ได้ 45% ^{[ 18 ]}เมื่อเปรียบเทียบกันแล้ว โรงไฟฟ้าถ่านหินแปลงพลังงานที่เก็บไว้เป็นพลังงานไฟฟ้าได้เพียง 33% เท่านั้น

ใน รถยนต์ทั่วไปการแปลงพลังงานต่อไปนี้เกิดขึ้น:

1. พลังงานเคมีในเชื้อเพลิงจะถูกเปลี่ยนเป็นพลังงานจลน์ของก๊าซที่ขยายตัวผ่านกระบวนการเผาไหม้
2. พลังงานจลน์ของแก๊สที่ขยายตัวถูกแปลงเป็นพลังงานการเคลื่อนที่เชิงเส้นของลูกสูบ
3. การเคลื่อนที่เชิงเส้นของลูกสูบถูกแปลงเป็นการเคลื่อนที่แบบหมุนของเพลาข้อเหวี่ยง
4. การเคลื่อนที่ของเพลาข้อเหวี่ยงแบบหมุนถูกส่งต่อไปยังชุดเกียร์
5. การเคลื่อนที่แบบหมุนผ่านชุดเกียร์
6. การเคลื่อนที่แบบหมุนผ่านเฟืองท้าย
7. การเคลื่อนที่แบบหมุนส่งผ่านจากเฟืองท้ายไปยังล้อขับเคลื่อน
8. การเคลื่อนที่แบบหมุนของล้อขับเคลื่อนถูกแปลงเป็นการเคลื่อนที่เชิงเส้นของยานพาหนะ

มีระบบต่างๆ มากมาย ทั้งที่เป็นธรรมชาติและที่มนุษย์สร้างขึ้น ซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวแปลงพลังงานที่แปลงพลังงานรูปแบบหนึ่งไปเป็นอีกรูปแบบหนึ่ง^{[ 19 ]}ตัวอย่างสั้นๆ มีดังต่อไปนี้:

• การไฮโดรไลซิส ATP (พลังงานเคมีในอะดีโนซีนไตรฟอสเฟต → พลังงานกล)
• แบตเตอรี่ (ไฟฟ้า) (พลังงานเคมี → พลังงานไฟฟ้า)
• เครื่องกำเนิดไฟฟ้า ( พลังงานจลน์หรืองานเชิงกล → พลังงานไฟฟ้า)
• เครื่องทำความร้อนไฟฟ้า (พลังงานไฟฟ้า → ความร้อน)
• ไฟ (พลังงานเคมี → ความร้อนและแสง)
• แรง เสียดทาน (พลังงานจลน์ → ความร้อน)
• เซลล์เชื้อเพลิง ( พลังงานเคมี → พลังงานไฟฟ้า)
• พลังงานความร้อนใต้พิภพ (ความร้อน → พลังงานไฟฟ้า)
• เครื่องยนต์ความร้อนเช่น เครื่องยนต์สันดาปภายในที่ใช้ในรถยนต์ หรือเครื่องยนต์ไอน้ำ (ความร้อน → พลังงานกล)
• เขื่อนไฟฟ้าพลังน้ำ ( พลังงานศักย์โน้มถ่วง → พลังงานไฟฟ้า)
• หลอดไฟ (พลังงานไฟฟ้า → ความร้อนและแสงสว่าง)
• ไมโครโฟน (เสียง → พลังงานไฟฟ้า)
• พลังงานความร้อนจากมหาสมุทร (ความร้อน → พลังงานไฟฟ้า)
• การสังเคราะห์แสง (รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า → พลังงานเคมี)
• วัสดุเพียโซอิเล็กทริก (ความเครียด → พลังงานไฟฟ้า)
• เครื่องส่งสัญญาณวิทยุ (พลังงานไฟฟ้า → พลังงานคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า)
• เทอร์โมอิเล็กทริก ( ความร้อน → พลังงานไฟฟ้า )
• พลังงานคลื่น (พลังงานกล → พลังงานไฟฟ้า)
• กังหันลม ( พลังงานลม → พลังงานไฟฟ้า หรือ พลังงานกล)

• "พลังงาน—เล่ม 3: พลังงานนิวเคลียร์และนโยบายพลังงาน" พลังงานประยุกต์5 (4): 321 ตุลาคม 2522 doi : 10.1016/0306-2619(79) 90027-8
• การถ่ายโอนและการแปลงพลังงาน | ความรู้พื้นฐานทางวิทยาศาสตร์