質問: 運動エネルギーと熱エネルギー 運動エネルギーと熱エネルギーについて教えてください。 物理学は門外漢です。 ただエネルギーは理論上消滅しないと思っています。 最近熱エネルギーが意外と大きいのではないかと思うようになりました。 それで、いろいろ計算方法を調べますが、全くわけがわかりません。 簡単な事例を示しますので、これで説明してもらえませんか。 100m四方の立方体に水が満タンに蓄えてあります。小さなダムと言えると思います。 この水を放水して全て流してしまうと、位置エネルギーが放出(平均高さ50m)されます。そのエネルギーがすべて水に吸収される(蒸発などは考えない)と、水の温度はどれだけ上昇するのでしょうか。 初心者にもわかるように解説してもらえませんか。 また、エネルギーの浪費がなく100%効率的に熱エネルギーが取り出せるとすれば、理論上、その温度差を利用して、上の量の水を元のダムに汲み上げることが出来る(位置エネルギー)のでしょうか。 よろしくお願いします。
回答: こんにちは。 エネルギーは理論上確かに消滅しません。 正確に言えば、宇宙の大きさを無限大とすれば、無限大になりますし、有限大とすれば、有限となります。そのエネルギーが、重力や核力、電磁力などによって、集まったり分散したりしているといえるでしょう。 さて、ご質問の熱エネルギーについてですが、現在si単位系でも許されている換算系としてのcal(カロリー)を用いて計算しますと、4.2j=1calという関係になります。 つまり、位置エネルギーをj(ジュール=n・m ニュートン・メートル)で求めれば答えが出ます。