1.エネルギーの移り変わり
エネルギーは道具によって移り変わっていきます。
例えば豆電球。
豆電球を動作させる(光らせる)には電気が必要です。
つまり豆電球に電気エネルギーを与えると光エネルギーが発生するのです。
言い換えると豆電球は電気エネルギーを光エネルギーに変換していると言えます。
豆電球以外にも多くの道具やことがらでエネルギーが移り変わっています。
電気をつくるもの
化学エネルギー→電気エネルギー
運動エネルギー(力学的エネルギー)→電気エネルギー
※手回し発電機の性質
手回し発電機はハンドルを回転させることで電磁誘導を引き起こしています。
そのため大きな電流を取り出したければ、大きな力で回さなければいけません。
電流がたくさん流したい=電気抵抗が小さいものに電流を通したいときほど、大きな力が必要です。
光エネルギー→電気エネルギー
動作に電気が必要なもの
電気エネルギー→運動エネルギー(力学的エネルギー)
電気エネルギー→光エネルギー
電気エネルギー→熱エネルギー
電気エネルギー→音エネルギー
化学変化が関わっているもの
光エネルギー→化学エネルギー
電気エネルギー→化学エネルギー
化学エネルギー→熱エネルギー
その他
力学的エネルギー→熱エネルギー
2.エネルギーの保存
豆電球に電気エネルギーを与えたとしましょう。
すると豆電球は光ります。(光エネルギーに変換される)
ここで豆電球をさわってみると熱いですよね。(蛍光灯とかめっちゃ熱いです)
つまり熱エネルギーが生じているのです。
豆電球は電気エネルギーを光エネルギーに変換します。
しかし得た電気エネルギーをすべて光エネルギーに変換するのではなく、一部は目的ではない熱エネルギーに変換されてしまいます。
このとき
豆電球が得た電気エネルギー=光エネルギー+熱エネルギー
となっています。
目的ではないエネルギーに変換されるものも含め、エネルギーの総量は変化しません。
これをエネルギーの保存(エネルギー保存の法則)といいます。
(力学的エネルギーの保存とごっちゃにしないで!)
ほかにもテレビという例を考えてみましょう。
テレビを動作させるには電気エネルギーが必要です。
テレビが動作すると画面が映ります。(光エネルギー)
また音声が聞こえます。(音エネルギー)
さわると熱をもっているのがわかります。(熱エネルギー)
つまり
電気エネルギー=光エネルギー+音エネルギー+熱エネルギー
となっているのです。(↓の図)
目的ではないのエネルギーに変換されるものも含めて考えると、エネルギーの総量は変わらないこと。
与えたエネルギーをどれだけ目的のエネルギーに変換できるかの割合。
次のように求める。
$$変換効率(%)=\frac{目的のエネルギー}{与えたエネルギー}×100$$
※変換効率のより詳しい説明や計算については→【変換効率の計算】←を参考に。
3.熱の伝わり方
物質が移動することなく、物質の中を熱が伝わる現象。
例:フライパンをあたためると全体に熱が伝わる。
物質が移動して全体に熱が伝わる現象。
例:水の一部を加熱すると、その水が移動(=対流)することで全体に熱が伝わる。
光源や熱源から距離をへだてて、はなれたところまで熱が伝わる現象。
例:太陽の光によって地面があたたかくなる。
例:電気ストーブによってからだがあたたまる。
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助かりました!!
Ade様
コメントありがとうございます。
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