エネルギーって

質問

エネルギーって何ですか？
熱エネルギーとか、電気エネルギーとか言いますが、エネルギーってどういう意味で、どういう役割をするのですか。エネルギーと言うと、なぜか、ドラゴンボールのかめはめ波を思い出すというほどの無知です。
どうか詳しく分かりやすく教えてください。

回答No.8

cat-food · ベストアンサー

No.7です。一週間ぶりのご無沙汰です。さて
＞その生成に伴い石油と火は無くなるのでしょうか
石油はCO2とH2Oに転換されて無くなります。しかしこのとき、火は無くなるのではなくて、逆に発生することになります。石油が燃えることによって、熱が発生しますが、これとともに光が出ます（光もエネルギーです）。この熱と光を我々は火とよんでいるのです。
＞一体どこから来たエネルギーなのでしょうか？
石油はもともと太古の微生物が海底などに沈積して出来たものといわれています。微生物は太陽の光エネルギーを受けて炭酸同化作用によって空気中のCO2とH2Oを取り込んで生育（あるいは生育したものを捕食して生育）したものです。この石油を燃やして元のCO2とH2Oにしているのですから、このとき出てくるエネルギーは大昔に太陽からやってきた光エネルギーということになります。
＞熱エネルギー＝運動エネルギーでどちらとも言うということなのでしょうか？
昔、熱と運動は異なったものだと思われてきました。（だから熱にはカロリー、運動にはエルグという異なった単位が用いられてきました。）しかし、実験により熱と運動は同じものだと分かったのです。実は分子レベルで見ると熱とは分子の運動エネルギーで説明することができます。今では熱も運動も単位はジュールに統一することになっています。
しかし、熱エネルギーという言い方をしていけないということではありません。ミクロで見れば熱は分子の運動ですが、実生活で分子を見ることはできませんので、熱は熱として考えればいいことです。
＞電子に伝わった「運動エネルギー」＝「電気エネルギー」という呼び名の問題なのでしょうか？
電気でモーターを動かせば、電気エネルギーを運動エネルギーの転換することができます。だから「運動エネルギー」＝「電気エネルギー」と考えてもいいわけです。ただし、熱がビリヤードの玉と同じニュートン力学で説明できるのに対し、電気エネルギーは電子の運動によって生じますが、ビリヤードの玉と同じではありません。量子力学やら相対論やらを使えば力学的に説明できると思いますが（電気は詳しくないもので・・・）

ところで、かめはめ波は亀仙人や悟空が体内に持つ気というエネルギーを波動というエネルギーに転換したもので、これもエネルギーです。これだけのエネルギーをどうやって体内に保存しているのか、波動とは何の波動か、についてはこれからの研究課題です。

お礼

有難うございました。

回答No.9

noname#45185

私も分かりません。30年間悩み続けています。

ニュートンが運動方程式を作ったときに、
　　　　　　　　　　　mα　　 　　 を力とし
これを積分した　mv　　　　 　を運動量とし
さらに積分した　1/2mv*v　　を運動エネルギー
としたということだと理解しています。

運動エネルギーの保存則のモデルを作ったら、その後いろんな人がエネルギー保存則を出した。　そして何かよく分からないけど、エネルギーというわけの分からないものが存在し、そしてそれが保存されているというモデルがまだ否定されていないということです。今、研究が進んでいる暗黒エネルギーがわかるようになれば、エネルギーというものも、正しいのか間違っているのかも含めて実態が分かるのではないでしょうか。

いずれにしても高校の物理ではまともに教えてくれませんよね。教科書を読んでも参考書を読んでも分かるわけがない。只問題が解けるように教わっただけのような気がします。

お礼

有難うございました。

回答No.7

cat-food

＞エネルギーって何ですか？
科学的にいうとNo.1の方の答えどおりですが、でも実感として分かりづらいですよね。
こう考えたらどうでしょうか。エネルギーとは、この世の中のあらゆる「動き」の素となるもの。
もし、この世の中にエネルギー（つまり動きの素）がなければ、雨も降らず、風も吹かず、植物も茂らず、猫も犬も人間も存在しない。動くものは何もない世界になります。
この世にある全ての物質が原子からできているように、世の中にある全ての「動き」がエネルギーというひとつの概念で説明することができるのです。面白いですよね。
例えばビリヤードでは、キュー（棒）で玉を突くと、玉は転がりだします。つまり玉にエネルギーが与えられたわけです。この玉が他の玉にぶつかると、玉は止まり、エネルギーを失います。しかし、ぶつかった方の玉ははじかれて動き出します。はじかれた方の玉にエネルギーが伝えられたわけです。このようにエネルギーは一度与えられると、次々に他のものに伝えられていきます。形は変わりますがなくなるということはありません。
玉は壁にぶつかりながら、転がり続けます。やがてスピードを失って止まってしまいますが、エネルギーが消滅したのではありません。玉が転がっていくうちに、空気の分子をはじいて、空気分子にエネルギーが伝わったのです。壁にぶつかると壁の振動となり、床面の分子をごくわずかですが震わせます。これは壁や床面にエネルギーが伝わっただけで消滅したわけではありません。
このようにエネルギーはなくなりませんが、次第に細かく分散していきます。このようにエネルギーはいろいろ形を変え、なくなるということはありませんが、細かく分散していくという性質があります。
ちなみに熱とは分子の「動き」のこと、電気は電子の「動き」のことです。石油を燃やすと、石油と空気中の酸素が化合して、生成したCO2とH2Oの分子が激しく動きます。これが熱の正体です。この動きがボイラ内で水に伝えられ、水分子が振動し、分子間力を振り切って飛び出していきます。これが沸騰です。沸騰した水分子はタービンにたたきつけられてタービンを押し、タービンが回りだします。これは運動エネルギーです。この運動エネルギーが発電機に伝えられ、巨大なコイルが磁界を横切るときに電子が動き始め、電力を生みます。これが電気エネルギーです。
エネルギーはいろいろな形をとりますが、結局は同じもので、ジュールというひとつの単位で測定することができます。（ほかにカロリーとか、kＷhとか、eVとかの単位もありますが、互いに転換することができます。）

お礼

詳しくありがとうございます。石油と空気中の酸素が化合して、CO2とH2Oが生成されるとありますが、つまり、その生成に伴い石油と火は無くなるのでしょうか？また、それらが激しく動き出すということはそれらにも何かエネルギーが加わったということだと思うのですが、それは一体どこから来たエネルギーなのでしょうか？更に、熱エネルギーという言葉はなく、運動エネルギーと言うということでしょうか？それとも熱エネルギー＝運動エネルギーでどちらとも言うということなのでしょうか？最後に電気エネルギーとは電子に伝わった運動エネルギーのことなのでしょうか？ならば、電子に伝わった「運動エネルギ」＝「電気エネルギー」という呼び名の問題なのでしょうか？たくさんの質問すいません。

回答No.6

noname#74145

誤解を覚悟で一言で言うと［差］ですね。
差があるからその差を埋めようとして外部に仕事をする事ができます。

たとえば位置エネルギーってご存知でしょう？地上10メートルの位置にある石は位置エネルギーを持っていると表現できますが周りがすべて10メートル上がれば位置の差が無くなりますからエネルギーも無くなります。

世の中の○○エネルギーという物をとことん突き詰めて考えれば差に行き着くと思います。

お礼

なるほど、差ですか。数学的で分かりやすいです。ありがとうございます。

回答No.5

sanori

エネルギーには、"見かけ上"、色々な形態があります。

・運動エネルギー
・重力ポテンシャル
・弾性エネルギー （バネなど）
・化学ポテンシャル、イオン化エネルギー
・原子核エネルギー
・熱エネルギー
・光エネルギー
・電気エネルギー
・静止エネルギー（アインシュタインの、質量とエネルギーの等価性）

エネルギーの単位はジュール（Ｊ）です。
ジュールを、お金の単位の"ドル"としてイメージしてください。
異なる形態のエネルギー同士は、同じ金額で交換することが可能です。

例えば・・・
・火力発電で石油（化学ポテンシャル）を熱エネルギーに交換
・そして、その熱エネルギーをタービンの運動エネルギーに交換
・そして、タービンの運動エネルギーを電気エネルギーに交換
・石油の化学ポテンシャルは、元をたどれば植物の光合成（光エネルギー）
・動物が植物や他の動物（化学ポテンシャル）を食べて、自分が活動するためのエネルギー（運動エネルギー）を得る
・電気ストーブ（電気エネルギー）で熱エネルギーと交換
・太陽電池は日光（光エネルギー）を電気エネルギーに交換
・物体を高いところ（位置エネルギー）から落下させると、物体が加速する（運動エネルギー）
・そして、運動エネルギーを持った物体が地面に衝突すると、
　音（力学的エネルギー）や熱（熱エネルギー）を発生する
・原子炉では原子エネルギーを熱エネルギーに交換する

というわけで、
ジュールを"通貨"に見立てるイメージをつかまれましたら幸いです。

上記で挙げた例は、どれも効率１００％で交換できるとは限りませんが、
エネルギーの合計は、必ず保存されます。
たとえば、効率が悪い分（あまり）は、熱のエネルギーになる場合が多いです。

お礼

なるほど。詳しくありがとうございました。

回答No.4

gungnir7

エネルギーは物理を中心とした自然科学で使われる単位です。
ごくごく狭い場所に限定すれば、定義は比較的しっかりしています。
言葉で説明するよりも物理の公式で説明した方が一目瞭然でしょう。

例えば運動エネルギーは1/2mv^2 となります。
ここではm（質量）とv（速度）が与えられれば運動エネルギーが求まります。
（わがボーリングを説明する上でも重要ですね）

このように○○エネルギーというものはその公式が決まっていますから
それに当てはまるかどうかを考えれば分かり易いです。

ピッチャーが球を投げてバッターがそれを打って程度なら範囲は狭いですが、
エネルギーをもっと大きな枠、天候だとか地球だとかで考えると
次第に非常にややこしい世界に突入していきます。

宇宙空間の矛盾に行き当たり、現代の物理学は正しいのかといった疑問から
今度は相対性理論の矛盾、原子未満の奇妙な振る舞いは現実社会と異なっており、
それらは物理学者を次第に哲学的な方面へ赴かせ、
最終的に神はいるのかといった話になってしまいます。

お礼

そこまでいくと解明できないのですね。あくまでも僕らが使っているのは狭い分野の話なんですね。ありがとうございました。

回答No.3

reglus

なんなんでしょうね。

エネルギーは人間の決めた概念と言う意味では#1の方の答えがすべてなのですが、「そもそも何なのか」と考えても答えを出せる人が居ない気がします。

人間はエネルギーを使う事（変換する事）は出来ますが、それが何であるのかは漠然としか認識していません。

お礼

やはり、イメージの部分が強いのでしょうか。ありがとうございました。

回答No.2

abccbakj

エネルギーとは何かを動かす運動源だとおもいます
例えば
人間でも食事をするのと元気がでるのと一緒のように
発電機でも水力や火力がありますよねぇ
そのエネルギー源は水や燃料というわけです

参考にならなかったら(≧≦) ゴメンヨー

お礼

いえ、参考になりました。
物を動かす元ということでしょうか。
ありがとうございました。

回答No.1

adaypajimy

＞自然科学全般で取り扱われる物理量であり、ある系が潜在的に持っている外部に対して行うことができる仕事量のことである。(wiki調べ)

熱や電気の他に、運動エネルギーや位置エネルギーの関係で捉えるとわかりやすいと思います。

かめはめ波は動いていますから運動エネルギーでもあり、光っているので光エネルギーでもあるわけです。さわってやけどするので熱エネルギーも保持しています。

孫悟空が空を飛ぶのをやめれば下に落ちます。高い所にある物質は位置エネルギーを保持していますが、下に自由落下するということは、位置エネルギーが運動エネルギーに変わっていくということです。この時の運動エネルギーと位置エネルギーは等しくなります。この相互変換を詳しく小学生の時から少しずつ習っていくと思います。エネルギーどうしは、このように相互変換が可能です。電気が熱になったり、熱が光になったり、熱がモノを動かしたり、、、↓単位の相互変換を見るとよくわかるのでは。

参考URL：

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B8%E3%83%A5%E3%83%BC%E3%83%AB

お礼

なるほど、かめはめ波もエネルギーなのですね。
ありがとうございました。