宇宙全体でエネルギー保存が成立する理由

質問

なぜ熱は不可逆変化なのに，地球・宇宙全体でエネルギーが保存されるのですか？
教えてください．

回答No.3

j_euro · ベストアンサー

正確には、地球全体でもエネルギー（熱）の出入りは、ありますね。彗星のかけらやいん石が落ちてきたり、ロケットが燃料を持ち出してますし、何より、太陽からのエネルギーは、絶大です。

　一方、宇宙（銀河ではなく、「宇宙」）全体の場合は、宇宙以外の場所にエネルギーを持ち出したり、外部から入ったりがない（宇宙の外にはなにもない）ので、エネルギーは、その形態（エントロピー？）を変えて保存されます。
熱は不可逆に伝播しますが、熱を帯びた物質自体が、衝突したり、引力で集まったり、重力で圧縮されたりして、熱の集中する場所ができたりしてます。
私たちの身の回りでは、熱が放散する方向の現象を見ることが多いですが、星の誕生などの現象では、莫大な熱の集中箇所が生まれることになります。

ただ、宇宙は膨張している（らしい）ので、これは、不可逆であるという説と、再び収縮に向かうという説があるそうです。

要するに、宇宙全体では、熱の伝播は放散方向で不可逆だが、引力による蓄熱物質の集中があるので、保存されている。

ということです。
（完全な、受け売りでした）

お礼

なんだか分かったような分からないような…．
うーん、難しいです．
でも、ありがとうございました．

回答No.4

pei-pei

下の方々がおっしゃている通りですが、少々補足を。
　熱エネルギーとは、その物質を構成している粒子（原子・分子・イオン等）がもっている運動エネルギーと位置エネルギーの和です。
　運動している物体が摩擦によって止まってしまう現象は、物体を構成している粒子全てが一定方向の運動エネルギーをもっている状態から、各粒子がばらばらの方向の運動エネルギーをもつ状態に変化したことになります。エネルギー量は変わりませんが、整理されていないエネルギーになってしまったことになります。これは「エントロピー（乱雑さ）増大」という言葉で表現されます。
　一般に自然界はエントロピーが増大するので、エネルギーはどんどん使いにくい形になっていきます。例えば、高速で飛んでいるボールを利用して釘を打つことはできますが、静止している熱いボールで釘は打てません。
　ですから、「エネルギーを節約しよう」というのは正確には「使いやすいエネルギーをむやみに使いにくいエネルギーにするのはやめよう」ということです。

お礼

ありがとうございました．

回答No.2

elisis

熱もエネルギーの一種です。
どんな物理過程を考えているのか分かりませんが、要は簡単、
「利用可能なエネルギーが、利用不可能なエネルギーになった」
ということでしょう。
こう考えれば（実際この通りなのですが）、変化の前後でエネルギーの総和は変わらないはずです。

お礼

ありがとうございました．

回答No.1

extrit

エネルギーは保存されるように定義されるものだからです。
（この言い方には語弊があるのを十分承知の上で使わせていただきます。）
たとえば、力学的エネルギーしか定義されていなかったところに熱エネルギーを導入したときなどがその典型です。

お礼

ありがとうございました．