エネルギー と その道

(2023/01/24). 『エネルギー』にはその流れる 空間の道 がある。

 『エネルギー』と言う物理量がある。それはこの目の前の空間に溢れ返って、実在している。その物理量を認識できないとすれば、何も自然を知らないと同じ事にさえ思える。

 その『エネルギー』は実在しているにも拘らず、見ることが出来ない。見えないから、人は認識できないのかも知れない。その『エネルギー』の存在を、人が認識出来ないという事を、筆者はとても大きな社会問題と考える。それは教育上の重大問題と思う。

 取引用単位系がある。 MKSA である。M は空間の長さの単位メートル [m]である。K は質量の単位の重量キログラム [Kg] の [K] である。S は時間の単位秒の [s] である。更にA は不思議な事に電流の単位アンペアの [A]である。この [A] は取引用単位としては、たいへん問題のある単位である。電荷量の単位クーロン [C] の時間微分で 電流[A]=[C/s] と言うような意味である。自然世界に実在もしていない『電荷』を物理量基本概念とした誤りに論拠を置いたから。電流値の量[A]を取引量とは使用していない筈だ。
 
 『エネルギー』その物理量 [J (ジュール)] の取引量認識❓
 
 現代社会で、生活する限り『電気エネルギー』を使わずには済まない。気象災害、暴風雪によって停電にも見舞われる。ここまで、生活のライフラインとなった『電気エネルギー』を意識せずには済まなくなった。しかし、皆様はその『電気エネルギー』をどの様な物と理解しているのだろうか。
 最近は世界情勢がとても危険な様相の中で、エネルギー源の燃料が高騰して、身近な生活に関わる状況に現れている。『電気エネルギー』に対しては電気料金を毎月電力会社に支払っているから。その『エネルギー』と言う意味をどの様に認識しているのかがとても重要な社会的問題に思える。人の物理量認識の現代的社会問題として、子供たちの教育上の基本的課題として根底に関わる認識問題である筈だ。余りにも人が『エネルギー』と言う物理量に無意識過ぎると言わなければならない。
 1[KWH]=1000[J/s]×3600[s]=36×10⁵ [J]に対する倍数に対して電気料金を支払って経済活動の仕組みに組み込まれている。電気量の支払伝票をご覧いただければ、○○[円/KWH] でお支払されている筈だ。
 
 使用電力P[kW]を何時間 [H] 使ったかで『エネルギー量』何 [J]使ったかとなる。その『エネルギー』は何処を伝送された物理量かという事になる。その物理量『エネルギー』は様々な空間を伝送する。光や電波の『エネルギー』は広い空間をその指向性によってある方向に伝播する。津波災害の『エネルギー』は海洋の水面から海底までの断面積を陸に向かって伝送する。電気量の『エネルギー』は電線路導線で囲まれた空間を伝送する。

 その『エネルギー』の流れる物理現象を物理学理論できちんと教育に取り入れなければならないのだ。

 その事を問うたのが前の記事 エネルギー認識の物理学である。

 
発電技術とエネルギー伝送空間 (2022/05/01) の図である。

上の発電所から送電線路までの「電気エネルギー」、『エネルギー』はどの空間を伝送されるかをお答え頂きたいと思って、エネルギー認識の物理学の記事になった。
 上の図で、特にタービンと発電機を繋ぐ『軸接手』の の部分は金属体の軸の空間しか『エネルギー』の伝送する空間は無いのだ。
 それが 機械的軸動力 p=ωΤ[J/s] と言う断面積を通過する時間当たりの『エネルギー』になる。ただし回転角速度 ω[rad/s] 、負荷力に逆らって回転させるトルク T[Nm] である。
 その意味を理解するように、専門的学術理論を学ぶ前に、自然現象として教育すべきである。

 発電所の最初は、ボイラーで燃料の燃焼によって発生する『エネルギー』は『熱エネルギー [J]』である。その『熱エネルギー』を水の過熱で、『水蒸気の気体エネルギー』に変える。その水蒸気の体積と圧力の積の『気体エネルギー』をタービン羽に衝突させて、タービンの機械的『回転動力エネルギー』を通して、『軸動力』の『エネルギー』に変える。発電機では、磁極の回転子と電機子巻線の固定子のギャップ空間を通して、『電気エネルギー』の伝送変換を生む。その『電気エネルギー』は発電機から三相電線路の導体で囲まれて空間内を『エネルギー』が伝送されるのだ。その『電気エネルギー』は光と同じ『エネルギー』が電線で決められた道の空間を、ほぼ光速度で伝送されるのである。

 『熱エネルギー』も『機械エネルギー』も『電気エネルギー』も、みんな空間を進行方向に『縦に』流れる、本質として同じ『エネルギー』と言う物理量 [J] である。
その『エネルギー』を伝送する機能は、『電子』には決して有り得ないのだ。

 光の空間像認識 (2022/04/17) には『電気エネルギー』の物理量を考える意味が有る筈だ。そこには、光には空間像として『振動数』とは何かを考える根拠がある筈だ。少し考えるべき問題があるように思う。それは「一粒の光量子」と言う表現について、如何にも粒子状の物体と言う感覚的捉え方をされる可能性がある点が問題かと。

 

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