熱エネルギー

熱エネルギー

出典: Wikipedia
一般小学生

まとめ

物理熱力学エネルギー保存の法則

解説

熱エネルギーの本質は、ミクロな視点で見ると物質内部の粒子が持つ運動エネルギーです。温度が上昇するとこれらの粒子の動きが活発になり、外部へ熱として放出されます。例えば、電熱線電流を流すと、移動する電子が導体内の原子と衝突し、その振動を激しくすることで電気エネルギーが熱エネルギーへと変換されます。

自然界では、太陽光(光エネルギー)や高い場所にある物体の位置エネルギーなど、あらゆるエネルギーが相互に変換されています。熱エネルギーはその最終的な形態となることが多く、摩擦や抵抗によって発生した熱は周囲に拡散していきます。エネルギー保存の法則により全体の総量は変わりませんが、一度拡散した熱を100パーセント元のエネルギーに戻すことはできないという「不可逆性(元に戻らない性質)」を持っています。

コラム

熱エネルギーの単位には、仕事や他のエネルギーと同じくジュール(J)が用いられます。かつてはカロリー(cal)という単位も広く使われていましたが、現在は国際単位系(SI)に基づきジュールに統一されています。また、熱エネルギーの移動には「伝導」「対流」「放射」の3つの形態があることも重要なポイントです。

小学生のみなさんへ

熱エネルギーとは、物が持っている「熱」のパワーのことです。物が温かくなったり、熱くなったりするのは、このエネルギーがあるからです。

電気を使ってお湯をわかしたり、ストーブで部屋を温めたりするとき、電気のエネルギーが熱エネルギーに変わっています。エネルギーは、光や音、動く力など、いろいろな形に変身することができるのです。

太陽の光も、地面や水に当たると熱エネルギーに変わります。私たちのまわりでは、いつもいろいろなエネルギーが姿を変えながら、ぐるぐると回って使われています。

ルラスタコラム

宇宙うちゅうで一番低い温度はマイナス273.15度といわれています。この温度になると、物質ぶっしつの中の粒子りゅうしの動きが完全に止まってしまい、熱エネルギーがゼロの状態になります。これを「絶対零度ぜったいれいど」と呼びます。

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