エネルギーのソースを表示

{{Otheruses}}
'''エネルギー'''（{{Lang-de-short|Energie}}、{{Lang-en-short|Energy}}）とは、

# （[[物理学]]）[[仕事 (物理学)|仕事]]をすることのできる能力のこと<ref name="d_daijisen" /><ref name="kojien5" /><ref>{{Cite |和書 |author = 朝永振一郎 ||authorlink = 朝永振一郎|title = 物理学読本|edition = 第2 |date = 1981| pages = 67|publisher = みすず書房 |isbn=4-622-02503-5|ref = harv }}</ref>。物体や系が持っている仕事をする能力の総称<ref name="butsurigakujiten">物理学辞典、培風館、1998年、pp.191-193。</ref>。
<!--# {{要出典範囲|ある[[系]]が潜在的に持っている、外部に対して行うことができる[[仕事 (物理学)|仕事]]量のこと|date=2011-8}}（[[物理学]]などでの用法）-->
# 1. の意味から転じて、物事をなしとげる気力・活力のこと<ref name="d_daijisen">{{Cite book|和書
|author = 
|editor = 
|title = [[デジタル大辞泉]]
|year = 
|publisher = [[小学館]]
}}
</ref>。活動の源として体内に保持する力<ref name="kojien5">{{Cite book|和書
|author = 
|editor = [[新村出]]編
|title = [[広辞苑]]
|edition = 第5版
|year = 1998
|publisher = [[岩波書店]]
|isbn = 4-00-080111-2
|page = 301
|chapter = エネルギー
}}</ref>。
# [[エネルギー資源]]のこと<ref name="d_daijisen" /><ref name="kojien5" />。

== 概要 ==
現在用いられているようなエネルギーという[[概念]]が確立したのは[[19世紀]]後半のことである<ref name="sekai_energy">{{Cite book|和書
|author = 
|title = [[世界大百科事典]]
|edition = 
|year = 
|publisher = [[平凡社]]
|isbn = 
|volume = 3
|pages = 613-615
|chapter = エネルギー
}}</ref>。

なお、概念の確固たる成立はともかくとして、この用語がいつから使われるようになったかと言うと、19世紀のはじめに、[[トマス・ヤング]]が1807年に著書''A Course of Lectures on Natural Philosophy''（『自然哲学講義』）の中で、従来使われていた「vis（力）」という用語の代わりにこの用語を使い始めたのである<ref name="butsurigakujiten" />。

「エネルギー」という語は[[ドイツ語]]の {{Lang|de|Energie}} が[[日本語]]に持ち込まれたもので、その語源となった[[ギリシア語]]の {{Lang|el|ἐνέργεια}}（{{Lang|el|energeia}}）は、{{Lang|el|ἐνεργός}}（{{Lang|el|energos}}）に由来する。これは、{{Lang|el|en}} + {{Lang|el|ergon}} という構成の語で、{{Lang|el|en}} は[[前置詞]]で、{{Lang|el|ἔργον}}（{{Lang|el|ergon}}、エルゴン）は「[[仕事]]」を意味する語である。{{Lang|el|ἔργον}}に前置詞 {{Lang|el|ἐν}} をつけた {{Lang|el|ἐνεργός}}に由来する。つまり、「[[物体]]内部に蓄えられた、仕事をする[[能力]]」という意味の語である。エネルギーという概念は「仕事」という概念と深いかかわりがあるのである。

このようにエネルギーという語・概念は、物体が仕事をなし得る能力、を意味したが、その後、[[自然科学]]の説明体系が変化し、[[熱]]・[[光]]・[[電磁気]]もエネルギーとされるようになり、さらに（[[20世紀]]初めには）、[[質量]]までがエネルギーの一形態である、とされるようになった<ref name="kojien5" />。

また、エネルギーという用語は、[[エネルギー資源]]、つまり様々な分野に必要な[[動力]]の源のことも意味している<ref name="kojien5" /><ref name="d_daijisen" />。エネルギー資源の利用の構成は、何度かの[[エネルギー革命]]を経て変わってきている。最近では、一次エネルギー資源が[[枯渇性エネルギー]]と[[再生可能エネルギー]]に分けて考えられるようになっており、世界で再生可能エネルギーへの移行が進行中である。

== 自然哲学 ==
現代において「エネルギー」という語で呼ばれている概念には、[[ひな形]]（あるいは[[萌芽]]と呼んでもよいもの）があり、その概念は、[[ヨーロッパ]][[近世]]においては「エネルギー」とは呼ばれておらず、[[ラテン語]] で {{Lang|la|vis}}（ヴィス、[[力]]の意）と呼ばれていた。この概念が様々な経緯を経て、現在の「エネルギー」という概念に似たものに変化してゆくことになった。

[[1600年]]頃のこと、[[ガリレオ・ガリレイ]]は、[[釘]]の頭に（[[金づち]]よりもはるかに）重い物（[[石]]など）をのせても、釘は木の中にめりこんでゆかないのに、それよりも軽い金づちでも振って打つだけで、釘が木材に入ってゆく、ということを、ひとつの問題として取り上げ、[[運動]]する物体には何らかの固有の「ちから」がある、との考え方を示した。

[[ルネ・デカルト|デカルト]]は、[[1644年]]に出版された著書において、[[衝突]]という現象においては、物体の[[重さ]]と[[速さ]]の[[積]]（現在の式で言えば、おおよそ mv に相当するような量）が保存されるとし、この量こそが物体の持つ「ちから」である、と述べ、この量は保存されている、と主張した。

[[ゴットフリート・ライプニッツ|ライプニッツ]]は、重さと速さの二乗の積（現在の式で言えば、おおよそ <math>mv^2</math> に相当する量こそが「ちから」である、とし、この量が保存されている、と主張した。なお当時、[[静力学]]の分野では、{{Lang|la|vis mortua}}（死んだ力） という概念があったが、その概念と対比ししつつ、ライプニッツはその力（<math>mv^2</math>）を {{Lang|la|[[:en:Vis viva|vis viva]]}}（生きている力、'''活力'''）と呼んだ。

デカルトの考え方とライプニッツの考え方では、[[数式]]上異なった結論が導き出される。デカルト派の人々とライプニッツ派の人々の間で「ちから」の解釈に関する論争が起き、この論争は実に50年ほども続いた。この論争を the vis viva dispute '''[[活力論争]]'''と言う。

その後、[[ガスパール＝ギュスターヴ・コリオリ]]が、「vis viva 活力 は (1/2)<math>mv^2</math>だ」とした<ref name="butsurigakujiten" />。これは、今日で言うところの「[[運動エネルギー]]」に相当することになる<ref name="butsurigakujiten" />。

== 自然科学 ==
{{古典力学}}
<!--{{要出典範囲|[[自然科学]]において、エネルギー（{{Lang-de-short|Energie}}）は、[[物理学]]を中心に、自然科学全般で取り扱われる[[物理量]]であり、ある[[系]]が潜在的に持っている、外部に対して行うことができる[[仕事 (物理学)|仕事]]量のこと|date=2011-8}}、とされる。-->

エネルギーには様々な形態が存在し、また視点によって分類方法も多々存在する。多くは何らかの[[機器]]を使用することで相互に変換することができる。例えば、[[光エネルギー]]は[[太陽電池]]によって[[電気エネルギー]]に変換することができ、より狭義な例では、運動中の物体の高さを斜面などで変位させることによって[[運動エネルギー]]は[[位置エネルギー]]に変換することができる。

また、熱という物理量も[[熱の仕事当量]]という概念によってエネルギーへ帰属することが出来る。
20世紀前半に発表された[[特殊相対性理論]]においては、エネルギーは[[質量]]と等価とされており、質量はエネルギーのひとつの形態だと[[解釈]]することができる。　
このように位置（[[ポテンシャル]]）・光・電気・熱（運動）・質量と、さまざまな形態を持って現れているものが[[エネルギー]]という概念で結びつけられた。

エネルギーという概念が用いられる以前、{{Lang|la|vis}} という名称で類似概念が論じられていた時代から、すでにこれの[[保存則]]を主張する人はいた。だが、そうした保存則というのは、一旦信じられたものの、後の時代になってから、実は成立していなかった、とされることが、[[科学史]]的には何度も繰り返していた。20世紀初めに[[アインシュタイン]]が特殊相対性理論を提唱した後も、大半の物理学者は、エネルギーに保存則が成立するかどうかは怪しい、と考えていた。その後（確かな根拠があるわけではないが<ref>保存則となると、全宇宙の性質に対する命題となるので、結局、[[形而上学]]的な命題となる。20世紀前半でも大半の物理学者たちは疑っていた。その後も現在までに保存則を支持するような決定的な証拠が得られたというわけではない。</ref>）、エネルギーの合計は保存されるのではないかと考える人や、きっと保存されているのだろう、と信じる人が増えてきた。こうして、エネルギーに保存則が成立していると見なした時の、その保存則の呼称が「[[エネルギー保存の法則]]」である。

最近の[[日本]]の初学者向け・高校生向けの、[[古典力学]]を教える[[教科書]]などでは、「外部にした仕事が0であるとすれば、変換前後におけるエネルギーの総和は変化しない」と教える。

<!--「{{要出典範囲|ある系が他の系に対して仕事をした場合、仕事をした系のエネルギーが仕事をした分だけ減少する|date=2011-8}}」ということが言われるようになった。--><!--また「{{要出典範囲|仕事をされた系はその分だけエネルギーを得て、仕事をされる前よりも行うことができる仕事量が増加する|date=2011-8}}」とも言われるようになった。--><!--「{{要出典範囲|熱や光といった形態で仕事を介さずに系から系へ直接エネルギーが移動することもある|date=2011-8}}」と解説されるようになってきた。-->
<!--
「{{要出典範囲|宇宙の全エネルギーはビッグバンとともに生成された|date=2011-8}}」と主張する人{{誰|date=2011-8}}もいる{{いつ|date=2011-8}}。
-->
=== エネルギーの単位 ===
{{物理量
| 名称 = 
| 英語 = energy
| 画像 =
| 記号 =''E''
| 次元 =''[[質量|M]] [[長さ|L]]'' {{sup|2}} ''[[時間|T]]'' {{sup-|2}}
| 階 =スカラー
| SI =[[ジュール]] (J)
| CGS =[[エルグ]] (erg)
| MTS =
| FPS =[[フィート重量ポンド]] (ft&middot;lbf)
| MKSG =[[重量キログラムメートル]] (kgf&middot;m)
| CGSG =
| FPSG =
| プランク =[[プランクエネルギー]] (''E''{{sub|P}})
| 原子 =[[ハートリー]] (''E''{{sub|h}})
}}
[[国際単位系]]におけるエネルギーの[[単位]]は[[ジュール]] (J) である。しかし、分野によっては他の単位が用いられることもある。例えば、[[栄養学]]や[[食品]]の世界では[[カロリー]] (cal) が用いられる。他に以下のような単位がある。
* [[エルグ]] (erg) = 10<sup>-7</sup> J
* [[キロワット時]] (kWh) = 3.6 MJ
* [[電子ボルト]] (eV) = 1.602 176 487(40)×10<sup>−19</sup> J
* [[英熱量]] (Btu)
* [[石油換算トン]] (toe) = 41.868 GJ

{| class="wikitable" style="text-align:center"
|-
|+ 主なエネルギーの換算表<ref>{{Cite web
|author = [[国際エネルギー機関|International Energy Agency (IEA)]]
|date = 
|url = http://www.iea.org/stats/unit.asp
|title = Unit Converter
|work = 
|publisher = 
|language = 英語
|accessdate = 2012-04-29
}}</ref>
! Gcal<br>(10<sup>9</sup>) !! MBtu<br>(10<sup>6</sup>) !! GJ<br>(10<sup>9</sup>) !! MWh<br>(10<sup>6</sup>) !! toe<br><small>（石油換算トン）</small> !! tce<br><small>（石炭換算トン）</small> 
|-
| 10 || 39.6832 || 41.8680 || 11.6300 || 1 || 1.4286
|-
| 0.2520 || 1 || 1.0551 || 0.2931 || 0.0252 || 0.0360
|-
| 0.2388 || 0.9478 || 1 || 0.2778 || 0.0239 || 0.0341
|-
|}
=== 量子力学的体系におけるエネルギー ===
[[量子力学]]においては、古典力学とは異なり、定常状態でとりうるエネルギー固有値 E には最低の値があり、連続的な実数値がすべて許されるわけではなく、ある範囲においては、[[離散値|離散的な値]]（＝とびとびの値）しか許されなくなる<ref name="sekai_energy" />。したがって、相対性理論で唱えられているエネルギー保存も、あくまでこの離散値の選択肢の中でかんがえねばならない<ref name="sekai_energy" />。エネルギーの値がこのように離散的になることの効果が、特に、低温での熱的な性質に顕著に現れる<ref name="sekai_energy" />。
=== エネルギーの種類 ===
* [[力学的エネルギー]]（機械的エネルギー）
** [[運動エネルギー]]
** [[位置エネルギー]]（[[ポテンシャル]]エネルギー）
*** [[重力ポテンシャル]]（重力による位置エネルギー）
*** [[弾性エネルギー]]
* [[化学エネルギー]]
** [[イオン化エネルギー]]
* [[原子核エネルギー]]
* [[熱エネルギー]]
* [[光エネルギー]]
* [[電気|電気エネルギー]]
* [[静止エネルギー]]
* [[音波|音エネルギー]]
* [[ダークエネルギー]]

== エネルギー資源 ==
{{Main|エネルギー資源}}
[[産業]]・[[運輸]]・消費生活などに必要な動力の源のことを[[エネルギー資源]]と呼んでいる<ref name="d_daijisen" />。

[[18世紀]]までは主要なエネルギー源は[[薪]]、[[炭]]、[[鯨油]]などであったが、19世紀の[[産業革命]]のころからそれらにかわって[[石炭]]、[[水力]]、[[石油]]が主に用いられるようになり、20世紀には[[核燃料]]が登場した<ref name="sekai_e_resource">{{Cite book|和書
|author = 
|editor = 
|title = [[世界大百科事典]]
|edition = 
|year = 
|publisher = [[平凡社]]
|isbn = 
|volume = 3
|page = 616
|chapter = エネルギー資源
}}</ref>。

最近では、一次資源が[[枯渇性エネルギー]]と[[再生可能エネルギー]]に分けて考えられるようになっており、再生可能エネルギーの開発とそれへの移行が進行中である。

エネルギー消費の構成が急激に大きく変化すること、特に[[第二次世界大戦]]後の石炭から石油への急激なエネルギー源の転換などを指して<ref name="sekai_e_revo">{{Cite book|和書
|author = 
|editor = 
|title = [[世界大百科事典]]
|edition = 
|year = 
|publisher = [[平凡社]]
|isbn = 
|volume = 3
|page = 615
|chapter = エネルギー革命
}}</ref>、[[エネルギー革命]]と言う<ref name="sekai_e_revo" />。

== 脚注 ==
{{脚注ヘルプ}}
{{Reflist}}
<!-- == 参考文献 == -->

== 関連項目 ==
{{ウィキポータルリンク|エネルギー}}
{{Wiktionary}}
{{Commonscat|Energy}}
* [[エネルギーの比較]]
* [[エネルギー資源]]
* [[日本エネルギー学会]]
* [[エネルギー自給率]]
* [[エネルギー安全保障]]

{{自然}}

{{デフォルトソート:えねるきい}}
[[Category:エネルギー|*]]
[[Category:物理量]]
[[Category:物理学]]
[[Category:資源]]
[[Category:ドイツ語の語句]]

{{Link GA|is}}