私たちは日常会話で「エネルギー」という言葉をよく使います。動く、話す、料理をする、ジャンプする、あるいは照明や暖房、音楽、テレビをつけるなど、私たちは日々様々な形でエネルギーを使っています。このレッスンでは、日常生活で経験する様々な場面を通して、エネルギーとその様々な形について学びます。
さあ、始めましょう。
エネルギーは物事を起こす力です。何かが動くたびに、それはエネルギーのおかげです。何かが温かくなるたびに、それはエネルギーのおかげです。何かが音を立てるたびに、それはエネルギーのおかげです。私たちは考えるとき、遊ぶとき、話すとき、エネルギーを使います。実際、私たちは何かをするたびにエネルギーを使っているのです！
私たちはエネルギーを使って、家や学校、オフィスの冷暖房をしています。照明や家電製品にもエネルギーを使います。車を動かしたり、飛行機を飛ばしたり、船を航行させたり、機械を動かしたりするのもエネルギーのおかげです。
すべての生物もエネルギーを必要とします。植物は太陽の光を利用して成長します。動物や人間は植物を食べ、そこに蓄えられたエネルギーを利用します。食べ物は私たちの体が必要とするエネルギーの燃料なのです。
サッカー（または他のスポーツ）の激しい試合の後、体が熱くなるのを感じたことはありませんか？それは体が熱エネルギーを生成するからです。
簡単に言えば、エネルギーとは仕事をする能力です。エネルギーは様々な形で存在し、私たちはそれを様々な方法で利用します。日常生活からいくつか例を見てみましょう。
空を飛ぶ飛行機とテーブルから落ちる本、どちらの方がエネルギーが大きいでしょうか？空を飛ぶ飛行機は本よりもはるかに速く移動しており、また飛行機の方が本より重いため、エネルギーが大きいのです。
ホットチョコレートが冷めると、熱エネルギーは増えますか、減りますか？熱エネルギーが減るのは、ミルクが熱エネルギー（または熱量）を周囲に放出し、ストーブの温度上昇による熱エネルギーを吸収しなくなるためです。
コーヒーメーカーやテレビは、コンセントに差し込むとどうやって動き出すと思いますか？これは、電気エネルギーが送電線を通って様々な機械にエネルギーを与え、作動させるからです。
トラックのクラクションと噴水の音、どちらの音にエネルギーがあるでしょうか？クラクションの方がエネルギーが大きいのは、音が大きければ大きいほど、音のエネルギーも大きくなるからです。
物体が持つエネルギーは、その仕事を行う能力で測られます。したがって、エネルギーの単位は仕事の単位と同じで、ジュール（J）です。1ジュール（J）は、1ジュールの仕事を行うために必要なエネルギーです。1ジュールは、1Nの力に逆らって物体を1m移動させるのに必要なエネルギー量です。より大きなエネルギー単位として、キロジュール（kJ）が用いられます。1 kJ = 1000 Jです。
運動エネルギー- 動くものはすべて運動エネルギーを消費します。例えば、飛行機を飛ばす、ボールを投げる、走る、自転車に乗るなどは運動エネルギーの例です。道路を走る車は運動エネルギーを持っていますが、駐車中の車は運動エネルギーを持っていません。つまり、運動エネルギーは物体が動いている時にのみ存在します。物体が静止しているとき、その運動エネルギーはゼロになります。つまり、運動エネルギーが0の時、運動エネルギーも0です。運動エネルギーはゼロから正の値までの範囲を持ちます。例：ブランコで揺れる子供。ブランコが前進しているか後退しているかに関わらず、運動エネルギーの値は負になることはありません。
位置エネルギー– 物体の位置エネルギーです。例：ブランコに乗っている子供が円弧の頂点に到達したとき、位置エネルギーは最大になります。地面に近づくと、位置エネルギーは最小（0）になります。別の例として、ボールを空中に投げる場合が挙げられます。最高点では、位置エネルギーは最大になります。ボールが上昇または下降する際には、位置エネルギーと運動エネルギーの両方を持ちます。
力学的エネルギー- 物体の動きや位置によって生じるエネルギーです。力学的エネルギーは、運動エネルギーと位置エネルギーの合計です。例：力学的エネルギーを持つ物体は、運動エネルギーと位置エネルギーの両方を持ちますが、どちらか一方のエネルギーがゼロになることもあります。動いている車には運動エネルギーがあります。山を登る車には、運動エネルギーと位置エネルギーがあります。テーブルの上にある本にも位置エネルギーがあります。
化学エネルギー -化学エネルギーとは、原子や分子の結合に蓄えられたエネルギーです。化学反応が起こると、このエネルギーが放出されます。私たちは車の中で燃料（ガソリンやディーゼル）の形で化学エネルギーを利用して走行しています。バッテリー、バイオマス、石油、天然ガス、石炭などは、蓄えられた化学エネルギーの例です。食品もまた、蓄えられた化学エネルギーの良い例です。このエネルギーは消化の際に放出されます。
電気エネルギー- 電子と呼ばれる小さな荷電粒子によって生成されるエネルギー。雷は電気エネルギーの一種です。ノートパソコン、コーヒーメーカー、携帯電話、掃除機、テレビなど、私たちの家電製品のほとんどすべては電気で動いています。
熱エネルギー– 熱エネルギーとも呼ばれます。火から発生するエネルギーは熱エネルギーです。これは、二つの系間の温度差を反映しています。ご存知のように、物質は分子で構成されています。物質の温度を上げると、粒子の振動が速くなります。熱エネルギーは、物質の温度から発生するエネルギーです。熱いコーヒー、電気ストーブやガスストーブ、暖房器具などは、熱エネルギーの例です。
光エネルギー- これは放射エネルギーとも呼ばれます。地球は太陽の光から多くのエネルギーを得ています。植物は太陽からの光エネルギーを吸収し、成長に必要な化学エネルギー（栄養）に変換します。これを光合成といいます。
音エネルギー– 叫ぶ声が大きくなればなるほど、より多くの音エネルギーを消費します。私たちが耳にするあらゆるものが音エネルギーです。私たちの声に加えて、手を叩く、ギターを弾く、犬の吠え声など、音エネルギーの例はたくさんあります。
原子力エネルギー– 原子力エネルギーは原子核に蓄えられています。このエネルギーは、原子核が結合（核融合）または分裂（核分裂）するときに放出されます。例：核分裂、核融合、核崩壊は原子力エネルギーの例です。原子爆発や原子力発電所の発電は、この種のエネルギーの具体的な例です。原子力発電所はウラン原子の核を分裂させて電気を生み出します。
電磁エネルギー– 電磁エネルギーまたは放射エネルギーは、光または電磁波から発生するエネルギーです。例：あらゆる形態の光は電磁エネルギーを持っており、目に見えないスペクトルの部分も含まれます。電波、ガンマ線、X線、マイクロ波、紫外線などは電磁エネルギーの例です。
重力エネルギー– 重力に関連するエネルギーは、2つの物体間の質量に基づく引力です。これは、棚に置かれた物体の位置エネルギーや、地球の周りを公転する月の運動エネルギーなど、力学的エネルギーの基礎となります。例：重力エネルギーは大気を地球に引き寄せます。
イオン化エネルギー– 原子、イオン、または分子の核に電子を結合させるエネルギーの形態です。例：原子の第一イオン化エネルギーは、電子を1個完全に除去するために必要なエネルギーです。第二イオン化エネルギーは、2個目の電子を除去するために必要なエネルギーであり、第一電子を除去するために必要なエネルギーよりも大きくなります。
エネルギー保存の法則は、エネルギーは決して生成も破壊もされず、ある形態から別の形態へと変化することしかできないと述べています。例えば、食べ物に含まれる化学エネルギーは、私たちが動く際に運動エネルギーに変換されます。
質量はエネルギーと密接に関係しています。質量とエネルギーは等価であるため、静止している物体は質量を持つと同時に、静止エネルギーと呼ばれる等価エネルギー量を持ちます。静止質量とは、静止している物体の質量を指します。物体に静止エネルギーを超えるエネルギーが加わると、その物体の総質量が増加します。例えば、物体を加熱すると、わずかな質量増加として測定可能なエネルギー増加が起こります。
再生可能エネルギー
再生可能エネルギーとは、枯渇しない、あるいは人間の一生の間に再生可能な資源から生産されるエネルギーです。最も一般的な例としては、風力、太陽光、地熱、バイオマス、水力などが挙げられます。
太陽エネルギーとは、太陽から得られるエネルギーの一種で、電気、熱、化学エネルギーに変換できます。例えば、ソーラーパネルは太陽エネルギーを電気エネルギーに変換するために用いられます。このエネルギーは照明や暖房に利用することができます。また、携帯電話などの電化製品にも太陽エネルギーが利用されています。このエネルギーは世界の熱帯地域で非常に豊富に存在し、コーヒー、トウモロコシ、米などの作物の乾燥に伝統的に利用されてきました。このエネルギーの利点は、安価で無尽蔵であること、供給源が幅広いこと、そしてクリーンなエネルギー源であることなどです。
風力エネルギーとは、風から得られるエネルギーを指します。風車は風力を機械エネルギーに変換し、様々な用途に利用します。例えば、発電、穀物の粉砕、揚水などです。何世紀にもわたって、風力エネルギーはダウ船や船舶などの推進力として利用されてきました。開けた地形が広がる地域は、風力エネルギーの潜在的利用地として有望です。
水から得られるエネルギーは水力発電と呼ばれます。水力発電は水が動いているときに発生します。高速で流れる水は大きな運動エネルギーを持ち、このエネルギーが仕事をすることができます。例えば、水の力は穀物を挽くための製粉機を回すのに利用できます。また、このエネルギーは水力発電用のタービンを回すのにも使われます。
非再生可能エネルギー
一方、再生不可能なエネルギーとは、私たちの生きている間に枯渇するか、あるいは再生不可能な資源から得られるエネルギーです。再生不可能なエネルギー源のほとんどは、石炭、ガス、石油などの化石燃料です。
石油とは、動物や植物由来の液体および気体の炭化水素が堆積岩中に沈殿、圧縮され、これらの形態に変化したものを指します。石油を精製すると、様々な製品が得られます。これらの製品には、ガソリン、航空燃料、潤滑油、灯油、ビチューメンなどがあり、それぞれ異なる用途に使用されます。工業用ディーゼルは、炉やボイラーで使用され、車両、船舶、機関車のエンジン、機械の燃料として使用されます。
石炭は茶色または黒色の岩石で、主に数百万年前に植物質が圧縮されて形成された炭素で構成されています。近年、地熱発電、水力発電、石油の発見により、石炭をエネルギー源として使用することは減少しています。
天然ガスは、地下で生成され、原油の上層に堆積するガスの一種ですが、単独で存在する場合もあります。主に産業分野では暖房用途、家庭用では暖房、照明、調理用途として利用されています。
