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エネルギーの変化

～今日は、どくとるKさんからのお便りです～こんにちは　どくとるＫです。前回は物質の最後を考えてみましたが、今回はエネルギーの最後の形を考えてみます。私たちを取り巻く世界にはいろいろなエネルギーに満ち溢れています。しかしながら生活に役立つエネルギーとなると限られてきます。また、利用しやすいエネルギーとなるとその種類はごくわずかです。原子力発電の被災による停電から、私たちにいま一番重要なエネルギーは電気であることが良く分かりました。そして、もうひとつ電気エネルギーは簡単に作れないということがわかりました。電気を作るには原子力発電所、火力発電所、水力発電所といった巨大施設が必要です。電気エネルギーはさまざまなエネルギーに変換することで利用されます。たとえばパソコンひとつをとっても、演算用に電気エネルギーをそのまま利用したり、ディスプレイ表示のために光エネルギーに変換して利用したり、CD、DVDドライブをまわすモータで運動エネルギーに、スピーカーからは音のエネルギーに変換して利用しています。電子レンジやIHヒータのように熱エネルギーに変換して利用するものもあります。電気エネルギーのほかには、自動車のようにエンジンで燃料を燃やして熱エネルギーを運動エネルギーに変えて利用しています。最近ではさらに運動エネルギーを電気エネルギーに変えて、モーターで自動車を走らすものまで出てきました。一番利用されている電気エネルギーの変化を見てみましょう。中学理科か高校理科で習ったと思いますが、エネルギー自体は変化しますが、総量は変化しません。（エネルギー保存の法則）電気エネルギーを利用して電燈などの光エネルギーとして利用したり、音楽を聴くために音のエネルギーとしたり、いろいろなものを動かすために運動エネルギーにしたり、料理や暖房のための熱エネルギーにして利用します。ではその先はどうなるのでしょうか。答えは、役に立たない（利用しづらい）熱（エネルギー）になってしまいます。光（エネルギー）は物質にあたると一部は吸収され、残りの反射を色として認識されます。吸収した分は熱（エネルギー）に変わります。太陽光にさらされた自動車の表面が熱くなるのはこのためです。運動エネルギーもブレーキでとめようとすれば摩擦で止めますが、多くの熱（エネルギー）になります。音も同様に熱に変わりますが、エネルギーの量が少ないため熱に変わったことに気づきません、ほとんどすべてのエネルギーは、最後には使いものにならない熱エネルギーとなり、さらには宇宙へと拡散してしまいます。もうひとつの例です。崖の上の岩が落ちる場面です、崖の上にあることで位置のエネルギー（ポテンシャル・エネルギー）を持っています。これが落下することで運動エネルギーに変化します。地面にドスンとぶつかり、一部は音のエネルギーになり、多くは熱エネルギーになりますが、地面や空気中に拡散してしまい熱エネルギーによる温度上昇には気づきません。音も熱エネルギーに変化します。物質の最後がセラミックスであったようにエネルギーの最後は熱エネルギー（使い物にならない）になります。この使い物にならない熱エネルギーを有効に使えば、エネルギー問題は解決できそうですが、簡単にはいきません。そこで現在は電気などのエネルギー利用においてできる限り、使い物にならない熱にならないような仕組みで利用することが考えられて居ます。一例としては、白熱電球→蛍光灯→LEDランプといった開発です。白熱電燈は電気の数％が光に変わり残りは熱となってしまいます。蛍光灯は１０～３０％でLEDは数十％と多くを光に変えます。そしてさらに蛍光灯の光には熱に変わりやすい赤外線域の光が白熱灯の光より少なく、LEDではさらに熱になりやすい光が少なくなっています。それぞれ光の色が異なるのはこのためです。鉄道が、蒸気機関車、ディーゼル機関車、電気機関車へと変化し最後は超伝導となりつつあるのもエネルギーを無駄なく運動エネルギーに変換しかつ余分な熱エネルギーへの変化を抑える工夫です。省エネが叫ばれていますがエネルギーを使わないのではなく、役に立たない熱への変換を抑える工夫も必要かと思います。

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桔梗が咲いた

エネルギーの変化

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