エネルギーって何なのか

質問

エネルギーというものは、確かに存在していて、私たちの生活のほとんどの現象がコレのせいと言えるのではないかと思うのですが、
エネルギーとはそもそも何なのでしょうか。
物質の存在は日常生活のどこにでも確認できるので
原子核・電子の存在までは納得できますが、
エネルギーの存在を認知することは前述のものより困難です。
エネルギーは物質じゃないし、物質では無いものがこの世の中に影響をあたえていると理解するのは私の脳味噌ではどうも無理なようです。
エネルギーとは何なのでしょうか。

回答No.5

noname#74145 · ベストアンサー

エネルギーってある状態のことでは有りませんか？
どのような状態かと言うとＡとＢとの間に何らかの差がある場合この差を埋めようという働きが自然に起こりますがこれがエネルギーだと思うのですが。

辞典の定義はあえ無視して考えると一般にエネルギーと呼ばれている事には必ず差が有る事に気がつきます。
たとえば電気エネルギー、これはＡとＢの位置では電界の強さが異なる、つまり差です。

位置エネルギーも同じ、初めと後での差が仕事をするのだし温度でも同じですね。たとえばここに1000度の高温の部屋が有ったとして普通これはエネルギーを持っていると言います。
確かに素粒子レベルで見ればそのとおりかも知れませんがここからエネルギーを取り出すには1000度以外の部分がなければ出来ませんね。
その意味でも差だと思います。

たとえば太陽人がエネルギー問題で悩んでいる可能性だってあります。
彼らの生活範囲では温度差が殆どなく右を見ても左を見ても摂氏6000度、これでは有り余るエネルギーを取り出して活用する事が出来ません。
太陽人はエネルギー問題に関しては地球人を羨ましがっているかも知れませんね。

お礼

観察対象の「差」が埋まるとき、ただそうなるだけではなくて、
そのとき何らかの仕事をする・・・ということでしょうか。
エネルギー＝差　というのは、とてもシンプルでイイと思います。

「差」を埋めようとする自然の法則に気付いた科学者が、
そのような現象を統一して考えるために考えたのがエネルギーということなんでしょうか・・・
だとしたら、その差を埋めることで何らかの仕事をするという事実を
みていると、そうさせる原因は同じなんじゃないかな、とか思ってしまいますね。

回答No.4

lv4u

>>エネルギーは物質じゃないし、物質では無いものがこの世の中に影響をあたえていると理解するのは私の脳味噌ではどうも無理なようです。
エネルギーとは何なのでしょうか。

自然界の力（つまり、エネルギー）は以下の４つあり、それは右の粒子？の交換によると「現時点」ではされています。

電磁気力 ----　光子
重力　　 ----　重力子
弱い力 ----　Ｗ，Ｚ粒子
強い力 ----　グルオンの交換

ただし、こういった説明では、たぶん質問者さんは納得されないと思います。どうして光子の交換で磁石が引き合ったり、モータが回ったりするのか、ボールのキャッチボールでは、お互いが遠ざかることはあれど、磁石のＳ・Ｎのように引き合うことはないわけです。

たぶん、電磁波に関係する光子ですが、「とりあえずの暫定回答」っていうことで、エネルギーに関してまだ本質的なことはわかってないということだと思います。

同様なことで、相対論で、「高速移動する粒子の時間が遅れる」っていうのがあります。実験で確認されているそうですので、そういう現象は確かにあるのだと思います。でも、「なぜその粒子の固有時間は遅れるのか？基準となる原子時計の原子になにか起こっているのだろうけど、それは何か？」っていうと、ちょっとネットで検索した答えは、「遅れる理由はわからない」でした。

まだまだ、世の中、本質的なところで、分からないことが沢山あるってことではないでしょうか？

お礼

そもそも私の質問が哲学的過ぎたのかも知れない、反省していますｗ
回答者さんの答えはとても科学的だと思います。そして、私もエネルギーの存在理由を質問しているのではなく、科学者の皆さんがこの実体のない不思議なチカラを定義したのはなぜなのかな、ということをお尋ねしたつもりです。そういう意味では、回答者さんの回答には説得力がありますし、誰にもまだ分からない事がある、と聞くと少し安心します。

回答No.3

my3027

他の回答者も回答されていますが、エネルギとは物理的に定義された物です。わかり易くいうと、何か仕事をさせる為に必要な物という感じでしょうか。つまり、何か機械で仕事をさせるにはエネルギが必要であるという事です。

その正体は運動エネルギ、熱エネルギ、位置エネルギ等様々な形をとります。他の方が言及されていますが、熱力学の第一法則はエネルギ一定がです。エネルギは形を様々に変えますが、ある系では一定という法則です。しかし、第二法則はエネルギの質に言及する法則で、有用と使えないエネルギ
が存在するというものです。別名エントロピー増大の法則で、世界の乱雑さは増大し、それにより有用なエネルギは減少し、使えない熱エネルギが増大し、最終的には熱平衡による「熱的死」に至るという物です。極論は宇宙中の温度が全て一定になり、仕事が取り出せない状態になる事です。(例えばエンジンは温度差によりピストンが上下しますが、温度差がなければ仕事はできません。）

確かにエネルギ存在を実感する事はないのですが、全ての現象はエネルギの別の形です。なのでエネルギの流れを認識する事は重要なことです。

お礼

エネルギーというのはエントロピー増大の法則に裏付けられた
「変化」の現象のことを指すということでよろしいでしょうか。
確かに、全ての物事は変化から安定に向かうことは私も経験則から
理解できます。エネルギーの変換というのはつまり、
変化がもたらす変化、原因が結果に、結果が次の原因に・・・
と言うふうに連鎖するということなのでしょうか。

回答No.2

phusike

異論もあるかと思いますが、
一言で言えば、「物理を考える便利な道具」です。
別に実体があるわけではありません。

古来から、永久機関を作るべく人類は努力してきました。
しかし、どう工夫してもできない。

そこで、エネルギーという量を考え、
力学的エネルギーや運動エネルギーなど様々に形を変えても、
必ずその総和は保存するということを仮定しました。
そうすると、永久機関（厳密には第一種）が存在できないことを示せるばかりか、
科学を考える上で極めて便利であると分かりました。

エネルギーという「もの」が実体として存在するわけではなく、
そういうものを考えると世の中が上手く説明できるか考えてみた。
単に、それだけの話だと私は考えています。

お礼

エネルギーというのは、現象として現れるものをそう定義しただけ
のものということでしょうか。そうして考えると自然のいろいろな
現象が説明できる・・・興味深いですね。

回答No.1

E-D_URA

こんばんは。

エネルギーとは質量などと同じように物理量として扱われます。
もともと物質はほかに対して仕事をすることができる、何かを持っています。それがエネルギーだと思ってください。

エネルギーの形態はさまざまで、それが熱、光、運動、位置などのエネルギーなのです。鉄をたたけば鉄は熱くなります。運動エネルギーが熱エネルギーとして鉄に蓄えられているということです。

さらにその鉄を水に放り込みます。水の温度は上がりますよね。仮にそれで水が沸騰したと（鉄をたたいただけでコレは普通無理ですが）すれば、その沸騰した蒸気でタービンを回すことができます。これでまた運動エネルギーになったわけです。

エネルギーは次から次えといろいろなものに移ります。移る際にその形態（熱、光、運動etc）を変えますが、エネルギー量は絶対に増減しません。常に一定なのです。エネルギー保存則と言われます。

通常私たちの生活の中では、エネルギー変換を行うと、100のエネルギーが、100の別形態のエネルギーに変わることはありません。摩擦などでその一部は熱エネルギーに変わったりするからです。

たとえば、普通のジェットコースターなどは位置エネルギーで動いています。最初の巻上げ以降はなんにも力を加えていません（巻き上げで位置エネルギーを溜めている）。走っている間はレールとの摩擦で少しずつエネルギーは失われて（熱エネルギーに変わって）います。

巻き上げで溜めた位置エネルギー＝走行するためのエネルギー+失った熱エネルギー

ってカンジです。

お礼

>>もともと物質はほかに対して仕事をすることができる、何かを持っています。
エネルギーというものは、物質が元々持っているモノということですね。とてもわかりやすい考え方だと思います。
ありがとうございました。