Gdy energia mechaniczna nie jest zachowana. Zasada zachowania energii.

Niemechaniczną postacią energii jest energia wewnętrzna. Jest to suma energii wszystkich atomów i cząsteczek na poziomie mikroskopowym. Dotyczy energii kinetycznej i różnych form energii potencjalnej oddziaływań międzycząsteczkowych. W skład energii wewnętrznej wchodzą również bardziej subtelne postacie energii, m.in. takie jak:

• energia wiązań międzyatomowych w cząsteczkach związków chemicznych,
• energia wiązania elektronów w atomie,
• energia potencjalna wiązania jąder atomowych.

Energię całkowitą ciała wygodnie jest zapisać w postaci sumy energii mechanicznej $E_m$ i energii wewnętrznej $E_w$

$E = {E_m} + {E_w},$

a energię wewnętrzną w postaci sumy energii kinetycznej cząsteczek $E_k$ i innych form energii $E_i$

${E_w} = {E_k} + {E_i}.$

W procesach, w których występuje opór ośrodka i tarcie, energia mechaniczna zamienia się w energię wewnętrzną. Przy czym zmiana energii wewnętrznej oznacza wzrost energii kinetycznej cząsteczek, ponieważ inne formy energii wewnętrznej pozostają niezmienione

$\Delta {E_w} = \Delta {E_k} + 0$

$\Delta {E_w} = \Delta {E_k}.$

Wzrost średniej energii kinetycznej cząsteczek, w skali mikroskopowej, oznacza wydzielanie się ciepła, którego skutkiem jest wzrost temperatury

$\Delta {E_w} = Q$

Można więc wyciągnąć wniosek, że zgodnie z zasadą zachowania energii,

zmniejszenie energii mechanicznej na skutek działania sił oporu i tarcia, równe jest wydzielanemu ciepłu

$\Delta {E_m} = Q.$

Możliwa jest również sytuacja odwrotna, kiedy ciepło (przynajmniej częściowo) zamieniane jest w energię mechaniczną. Ma to miejsce w silnikach cieplnych, np. silnik spalinowy, silnik parowy.