エネルギー
読み:エネルギー
外語:energy
物体や系が、ほかに対して
仕事
を成しうる能力のこと。ギリシャ語で仕事を意味するεργον(ergon)を語源とする。
意味する概念は違っても、マクロな世界(目に見える世界)からミクロの世界(素粒子、量子論の世界)まで、この語は広く使われる。
目次
マクロな世界
マクロエネルギーの分類
力学の世界
ミクロな世界
マクロな世界
マクロな世界におけるそれは、単位には仕事と同じ単位を用いる。
国際単位系
や
MKS単位系
では
ジュール
(J)、
cgs単位系
では
エルグ
(erg)を用いる。但し、
熱エネルギー
では
カロリー
(cal)を用いることもある。
マクロエネルギーの分類
マクロなエネルギーは、多くの分野では次のように分類される。
力学的エネルギー
位置エネルギー
運動エネルギー
熱エネルギー
電磁場のエネルギー
質量エネルギー
工学では、次のように分類される。
熱エネルギー
電気エネルギー
機械エネルギー
化学エネルギー
力学の世界
力学
においては、エネルギーには「エネルギー保存則」という法則があり、一つの系でのエネルギーの総量は常に不変である。
すなわち、何らかのエネルギーが増えれば、同じ系の何らかのエネルギーが同量減ることを意味する。これを
熱力学
では
熱力学第一法則
という。
ミクロな世界
ミクロの世界においては、
量子力学
では
物質
のエネルギーは
原子核
の周りを回る
電子
の振る舞いによって決まる。
そしてそのエネルギーの諸元は、現在の素粒子理論、量子論では「場の量子論」と呼ばれる理論を根底とし、「場」の振動がつまりエネルギーだとする。
場が大きく揺れればそこにはエネルギーや素粒子が多く存在する。エネルギーが少なければ場の振動も少ないとする。
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