エネルギー移動と変換

つまり、宇宙のエネルギーの総量は常に常に一定であり、常に一定であることを意味します。 しかし、これはエネルギーが不変であることを意味するものではなく、形を変えたり、物体間を移動したりすることさえあります。
私たちが日常生活で見ているエネルギー移動の一般的な例は、運動に関連するエネルギーである運動エネルギーが、ある動く物体から仕事を介して静止した物体に伝達されることである。 物理学では、仕事はエネルギー伝達の尺度であり、距離にわたって物体によって加えられる力を指す。 ゴルフクラブが振られ、静止したゴルフ-ボールに当るとき、クラブが球の”仕事”をすると同時に球にクラブの運動エネルギーの移動のいくつか。 このようなエネルギー移動では、エネルギーはある物体から別の物体に移動しますが、同じ形にとどまります。 運動エネルギー移動は観察して理解するのは簡単ですが、他の重要な移動は視覚化するのが簡単ではありません。
熱エネルギーは、その温度によるシステムの内部エネルギーと関係があります。 物質が加熱されると、それが構成されている分子がより速く移動し、熱伝達によって熱エネルギーを得るため、その温度が上昇する。 温度は、物体の「熱さ」または「冷たさ」の程度の測定値として使用され、熱という用語は、より熱いシステムからより涼しいシステムに伝達される熱エネルギーを指すために使用される。 熱エネルギーの移動は、伝導、対流、および放射の3つの方法で発生します。
熱エネルギーが互いに接触している隣接する分子間で伝達されるとき、これは伝導と呼ばれます。 金属のスプーンが沸騰した水の鍋に置かれると、水に触れていない端でさえ非常に熱くなります。 これは、金属が効率的な導体であり、熱が材料を容易に通過することを意味するために起こります。 水に触れるスプーンの端にある分子の振動は、すべての分子がより速く振動するまで、スプーン全体に広がります（すなわち、、スプーン全体が熱くなる）。 木材やプラスチックなどの一部の材料は、良好な導体ではありません—熱はこれらの材料を容易に通過せず、代わりに絶縁体として知られています。
対流は、液体や気体などの流体でのみ発生します。 水がストーブで沸くとき、鍋の底の水分子は熱源に最も近く、熱エネルギーを最初に得ます。 それらはより速く動き始め、広がり、鍋の底で分子のより低い密度を作成する。 これらの分子は鍋の上にそれから上がり、より涼しく、より密な水によって底で取り替えられます。 プロセスは繰り返され、分子が沈み、加熱され、上昇し、冷却され、そして再び沈むという流れを作り出します。
第三のタイプの熱伝達—放射—は地球上の生命にとって重要であり、水域を加熱するために重要である。 放射によって、熱源は熱される目的に触れる必要がありません;放射はスペースの真空を通して熱を移すことができます。 地球上のほぼすべての熱エネルギーは、太陽から発生し、可視光などの電磁波の形で移動し、私たちの惑星の表面に放射します。 地球上の材料は、これらの波を吸収してエネルギーに使用したり、それらを宇宙に反射したりします。
エネルギー変換では、エネルギー変化が形成される。 丘の上に座っているボールは、重力場での位置のために仕事をするオブジェクトの可能性である重力ポテンシャルエネルギーを持っています。 一般的に言えば、このボールが丘の上で高いほど、それが持つ重力ポテンシャルエネルギーが高くなります。 力がそれを丘の下に押し下げると、その潜在的なエネルギーは運動エネルギーに変換されます。 ボールは、それが丘の底に到達するまで、潜在的なエネルギーを失い、運動エネルギーを獲得し続けています。
摩擦のない宇宙では、ボールは運動エネルギーのみを持っているので、底に到達すると永遠に転がり続けるだろう。 しかし、地球上では、ボールは摩擦の反対の力によって熱に変換される運動エネルギーのために丘の底で停止します。 エネルギー移動と同じように、エネルギーは変換で保存されます。
自然界では、エネルギーの移動と変換は、海岸砂丘環境のように、絶えず起こる。
太陽から熱エネルギーが放射されると、陸と海の両方を加熱しますが、水は特定の高い熱容量を持っているので、陸よりも加熱が遅くなります。 この温度差は対流電流を生成し、それが風として現れる。
この風は運動エネルギーを持っており、短い距離を運ぶことによって海岸の砂粒に移動することができます。 移動する砂が障害物に当たると、接触によって生じる摩擦のために停止し、その運動エネルギーは熱エネルギーまたは熱に変換されます。 十分な砂が時間の経過とともに蓄積すると、これらの衝突は砂丘、そしておそらく砂丘全体を作成することができます。
これらの新たに形成された砂丘は、植物や動物のためのユニークな環境を提供します。 植物は、太陽から放射された光エネルギーを使用して、水と二酸化炭素を砂糖に貯蔵された化学エネルギーに変換することによって、これらの砂丘で生 動物が植物を食べると、その砂糖に蓄えられたエネルギーを使用して体を加熱し、動き回り、化学エネルギーを運動エネルギーと熱エネルギーに変換します。
それは必ずしも明白ではないかもしれないが、エネルギー移動と変換は常に私たちの周りで起こり、私たちが知っているように生命が存在すること