エネルギー保存則

質問

エネルギー保存則

最近、授業でエネルギー保存則を習いました。
そこで疑問に思ったことがあるのですが、地球全体で考えるとエネルギーは保存さるためエネルギー枯渇問題は起こらないということでしょうか？（空気中に放出されたエネルギーを回収することが課題でしょうが・・・）
またエネルギーの生産には限界があるのでしょうか？

ご教示いただけるとありがたいです。

回答No.5

chie65536（@chie65535） · ベストアンサー

一般に言われる「エネルギーの枯渇問題」の「エネルギー」とは「人間が利用する事が可能なエネルギー」を意味します。

一方「エネルギー保存則」の「エネルギー」とは「ある閉じた『系』の中においての、位置エネルギー、運動エネルギー、熱エネルギーなど」を意味します。

例えば「地球という系」の中で「人間が利用する事が出来るすべてのエネルギーが、人間が利用する事が出来ないエネルギーに変化した」とします。

「燃料を燃やして内燃機関を動作させ、物を動かす」などが「人間が利用する事が出来るエネルギーを、人間が利用する事が出来ないエネルギーに変える」と言う一例です。

この時、エネルギーは「状態が変化しただけで、総量は変化しない」ので「エネルギー保存則」は保たれます。

しかし「人間が利用する事が出来るエネルギーが無くなってしまう」ので「エネルギーが枯渇」します。

＞またエネルギーの生産には限界があるのでしょうか？

この「エネルギー」が「人間が利用する事が可能なエネルギー」の意味なら、限界はあります。

お礼

お礼が遅くなってすみません。
この場を借りて皆さんにお礼を言いたいと思います。
ありがとうございました！
おかげで疑問が解決しました！！

回答No.4

kouji_124

エネルギー枯渇問題は避ける事の出来ない問題です。

理由は単純で、「エネルギー」＝「熱」では無いからです。
エネルギーは熱以外にも「運動」「光」「音」等に姿を変えます。

消費されたエネルギーが全て熱エネルギーの様な再利用可能な物にに変化してくれれば回収することも出来ますが、回収することの出来ない運動エネルギーや音エネルギー等の分は確実に減少していく訳です。

また、エネルギーを回収するにしても、変換効率は100％にはなりませんし回収する為にもエネルギーを消費します。

回答No.3

Willyt

エネルギー保存則というのは特定の範囲を限ると、これは成り立ちません。その境界面を通過してエネルギーが出入するからです。地球環境だと太陽からの輻射や地球内の核反応によりエネルギーは増加し、一方では輻射によってエネルギーが失われます。その出入がほぼバランスしているので大気の気温が殆ど不変でいられるということになります。

　エネルギーに関してもう一つ大切な法則があります。それは熱力学第二法則です。これは負のエントロピーは増大し続けるというものです。エネルギーは保存されても究極的にはそれらはすべて熱エネルギーに行着き、その熱は拡散して宇宙の温度は均一に向かって突き進み、それが実現するとすべてのエネルギーは取り出すことが不可能になってしまうというものです。言い替えれば世界は常に破滅に向かって進んでいるということです。

回答No.2

noname#160321

熱力学第二法則を習うと分かりますが、我々が「使用する」ことのできるエネルギーは「温度差」があるエネルギーだけなのです。
仕事(電気もこれ）は純粋に全量使用可能なエネルギーです、光などもかなりの部分は使用可能ですが全てではありません。
化学エネルギーも「反応前後の自由エネルギー差」部分が「使用可能の上限」です。
「生産」されるエネルギーとは「使用可能な」エネルギーなのです。
例えば熱帯で太陽から莫大なエネルギーが降り注ぎますが、「熱」になってしまって気温が上がってしまうともう使い物になりません。
砂漠など、昼夜の温度差が大きいところでは、日中何でも良いので（一番手っ取り早いのは水を水蒸気に変える）温めておき、保温して夜まで待ち、冷えた大気や地面との温度差から発電が出来ます。

回答No.1

masudaya

まさに疑問に思われた通りのことで，エネルギーの枯渇問題は発生します．エネルギーとしては保存されます．簡単な例を考えます．機械に動力がついて運転されているとします．動力から機械にエネルギーを伝達する際に100％伝達することは不可能で，10％ロスして90％機械にエネルギーを伝達されるとします．ロスの10％は摩擦や伝達機構の柔らかさによって発生しますが，すべて熱になります．車のエンジンなどのように高温となった場合は熱からエネルギーを取り出す方法もありますが，今見たように摩擦や伝達機構のロスで発生するエネルギーの損失はエネルギーとして回収する方法が非常に難しいのです．

つまり，エネルギーには使いやすさがあり，これを表す尺度にエントロピーがあります．使いやすいエネルギーはエントロピーが低く，使いづらいエネルギーはエントロピーが高いということです．

さらに熱力学の第2法則というのがあり，孤立系では，エントロピーは減少することはない，という物でエントロピー増大の法則などとも呼ばれます．