質問: 熱の正体は分子の振動、ではそのエネルギーの正体は? 熱の正体は、分子の振動!よく解りました。 では、分子を振動させるエネルギーの正体とは 一体なんなのでしょうか?分子が振動させるた めには、どのような作用が働くのでしょうか? エネルギーって、言葉自体が漠然としていませ んか?イメージ出来ません。ぜひ又、ご教示を!
回答: あくまでもイメージです。 まずエネルギーというのは、”もの”ではないので、その正体は?といわれても、困ってしまいます。 そこでおおざっぱなイメージですが(大体中学から高校向けかな?)分子は丸い球をイメージしてください。 まず箱があります。そこには分子=球がいっぱい入っています。この箱に外から別の球を何回も、沢山ぶつけます。すると、箱がぐらぐら動き出して、その中にある球もだんだん動き始めます。これが分子の振動になるわけです。例えば、箱は「氷」で、中に入っている球は「水の分子」というわけです。 振動のエネルギーというのは、上のイメージで想像されるように、動き回るときに持っているエネルギー(運動エネルギー)です。 自然界には「エネルギー保存の法則」というのがあり、簡単にいうと、「誰かがエネルギーをなくすと、その分を他の人がエネルギーをもらう、またはどこかに出て行く」逆にいえば、「誰かがエネルギーを増やすには、他の誰かからその分のエネルギーをもらうことになる」ということです。 上の例で見たように、ある分子aが振動を始めるきっかけは、別の分子bとの衝突です。 分子bが動き回っていて、aにぶつかったときに、bはスピードが落ちます。つまり運動しているエネルギーが減ってしまったのです。ではその減った分のエネルギーはどこにいったかというと、逆にaが振動をはじめて、その運動のエネルギーに、またaとbが衝突したとき周りに放出する熱のエネルギーに変わっているわけです。 2つの球をぶつける実験は中学や高校でもやるかと思います。(球じゃなくて台車かも知れませんが、同じことです。)自動車事故とかをイメージしてもいいかもしれませんね。止まっている自動車bに暴走自動車aが突っ込んでくる。aとbが衝突し、bは跳ね飛ばされて、aはゆっくりスピンしながら止まる。あたりには大量の炎と熱がまき散らされる。ここでも自動車aの持っていた運動のエネルギーがなくなり、逆に跳ね飛ばされて動いている自動車bの運動のエネルギーが増え、残った差額のエネルギーはあたりに熱のエネルギーとしてまき散らされたのです。 だいぶ長くなってしまいましたが、こんなものでイメージできましたでしょうか。