エネルギー

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科学の基礎である物理学では、この世界に存在する全てのものの実体はエネルギーであり、そのエネルギーが物理法則に従って様々な形態に相互変換することが物理現象の本質であると考えられている。以下のエネルギーの種類欄の5項にもあるように、生体からもエネルギーが放出されていると考える者も少なくない。


エネルギー

  1. 物理学において、ある状態を変化させるのに必要なもの。
  2. 社会経済産業で、動力資源や熱源であるエネルギー資源のことを単にエネルギーと呼ぶことも多い。エネルギー資源は、一般には化石燃料や新エネルギーといった一次エネルギー電力のことを指す。なお、脱化石燃料、脱原子力を目指して近年利用が進んでいる太陽光、太陽熱、風力、波力、バイオマス、小規模水力、燃料電池などを活用したエネルギー資源を新エネルギーと言うことがある。また、エネルギー資源を節約することを省エネルギーと言う。
  3. 一般に、・精力やその蓄えられているもと。
  4. 日本のお笑いコンビ→エネルギー (お笑い)
  5. テレビ番組の超能力もの(ナチス悪魔の生体実験もの、ナチスドイツもの、怪奇もの、旧日本軍残虐ものと言う様にキワモノ的ジャンルとして確立か)で、出演者の超能力者とされる者が「エネルギー」を送る等、頻繁に使われる。

目次

エネルギーの種類

一次エネルギー

(推敲中につき、下の「エネルギー源」と重複することがある。)

力学的エネルギー

水力。川や滝などの水の流れに水車を設置することにより、回転力(トルク)を得る。 ひとつの利用法としては、機械的機構により力学的エネルギーを伝達し機械的作業を行なわせる。 また、発電機を動かすことにより電気エネルギーに変換して利用する。

風力。風の強い土地に風車を設置することにより、回転力(トルク)を得る。 利用法は上述の水力と同様である。

波力(波力発電

潮力(潮汐力?)(潮力発電

上昇気流猛禽類など一部のは上昇気流を利用して空高く舞い上がる。 これは上昇気流の運動エネルギーを位置エネルギーに変換する利用方法である。

光エネルギー

太陽光。単純な利用としては、熱エネルギーへの変換である。 ひなたぼっこがそれである。 爬虫類などの変温動物は体温を上げるため積極的に太陽光を受ける。 また、集光することによりを沸かせたり料理が可能である(ソーラークッキング)。

さらに、熱を利用して発電器を動かす太陽熱発電がある。

あるいは、熱を介さず直接電気エネルギーに変換する太陽光発電がある(太陽電池?)。

熱エネルギー

化学エネルギー

原子核エネルギー

電気エネルギー

(一次エネルギーとしての電気エネルギー、利用可能なもの何かある?)

人類のエネルギー利用の歴史

人類が意図的にエネルギーを利用し始めたといえるのは木と木の摩擦から生ずるエネルギーであろう。そのエネルギーで木々を燃やし、暖を取ったり調理に利用したいしたのである。

やがて人類が農耕を始めるようになると風力水力エネルギーが粉引きのために利用されることとなる。風車水車を回し小麦粉を引いて無駄な部分を取り除くのだ。また干物を作ったり衣類を乾かすのも太陽エネルギーの利用といえるだろう。

そして世界を大きく変えた産業革命の引き金となった蒸気機関によるエネルギーの利用をなくしてはエネルギーの歴史は語れない。水を熱し水蒸気を発生させ力学的エネルギーに変換する蒸気機関は大きなエネルギーを生み出すことができ、自然の力に頼ることなく利用でき制御も容易であるという点から非常に画期的であった。

はじめ蒸気機関は薪や石炭を使いエネルギーを得ていたが石油の発見とその精製技術の発達により次第に石油天然ガスを利用するようになった。そして石油の発見はより燃焼エネルギーを直接的に利用する内燃機関へと発展する。

またこのあたりから電気エネルギーが盛んに利用されるようになる。蒸気機関などで得た力学的エネルギーでタービンを回し発電する。そこで発生した電気エネルギーは電燈を光らせ街に灯りをもたらした。

第2次世界大戦になってまったく新しいエネルギーが誕生する。核分裂エネルギーである。核分裂はそれまでの化学物質の燃焼とは桁違いに大きなエネルギーを得ることができた。そしてそのエネルギーが始めて利用されたのがいわゆる原子爆弾である。

戦争が終わると核分裂エネルギーは発電に使われることとなった。莫大なエネルギーを短い時間で放出(つまり爆発)させないようにうまく制御し、そのエネルギーで水を沸かして水蒸気で発電機のタービンを回した。原理は実は蒸気機関となんら変わりがない。

冷戦の時代に入りアメリカソ連の軍拡競争が激しくなってくるとより強い核兵器を求める過程で水素爆弾が生まれた。この水素爆弾核融合エネルギーを利用したものである。核融合の生み出すエネルギーは核分裂のそれを非常に大きく上回る。そして核分裂とは違い核融合では放射性廃棄物が一切出ないのも特徴である。最も当時の水素爆弾では核融合反応を起こすために原子爆弾を使っていたからこのかぎりではない。

1970年代になると化石燃料が燃焼するときに発生するガスによる環境問題原子力発電で発生する放射性廃棄物の処理の問題、そして化石燃料の枯渇の問題が取りざたされるようになってきた。そこで注目されたのが風力水力、そして太陽光発電である。風力や水力の利用はその運動エネルギーで発電機を回す古典的なやり方だが太陽光発電は光エネルギーが直接電気エネルギーに変わる点がこれまでとは大きく異なる。いずれも環境汚染の原因物質を出さないことからクリーンエネルギーと呼ばれている。

さらに今日ではさまざまなクリーンエネルギーが開発されている。地熱、波力、海洋温度差による発電はいずれも自然の力の利用である。バイオマスエネルギーというユニークなものもある。また核融合発電に利用しようとする試みもあるが制御が技術的に非常に難しく今後の課題となっている。そのほかにもマイクロ波発電、燃料電池などさまざまなエネルギーを模索している。

エネルギーを効率よく使ったり環境に害のない形で利用する研究も盛んである。たとえばハイブリッドカーや電気推進カー の自動車での電気エネルギーの利用、省エネルギーの電化製品の開発などである。

今後私たちのエネルギー消費量はどんどん増える一方だろう。しかしエネルギーを生み出す資源は無限ではない。これから人類はこのエネルギー問題とさらに真摯に取り組まなければいけない。

エネルギー源

広い意味では他のエネルギーに変換できるものはすべてエネルギー源である。より狭義に一次エネルギー源とそれに近いもののみ挙げる。電力はエネルギー源というよりエネルギーに分類される方が多いため外したが、電力も一般には何かに変換して利用するものであり、エネルギー源に加えても差し支えない。天然ガスは電力エネルギー生成のためのエネルギー源でもあるが、燃焼熱で暖房にも使えるという意味ではエネルギーでもある(暖房に直接使う場合も、言葉の定義によってはエネルギー源とも言える)。

関連項目

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