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マッチの照明は、複数のエネルギー変換の優れた例です。数秒しかかからない信じられないほど単純なアクションであるにもかかわらず、それはいくつかのタイプの運動エネルギーとポテンシャルエネルギーを伴います。
TL; DR(長すぎる;読まなかった)
マッチに火をつけると、機械的、熱的、化学的、光エネルギーを含む複数のエネルギー変換が行われます。
エネルギーの意味
この世界での役割を生き、動かし、果たすには、すべてにエネルギーが必要です。物理学者は、エネルギーを仕事をする能力と定義し、仕事を重力などの力に対して何かを動かすと定義します。エネルギーは、光、熱、音、動きなど、さまざまな形で提供されます。すべてのフォームは、運動エネルギー(運動中のエネルギー)またはポテンシャル(蓄積)エネルギーの2つのカテゴリーのいずれかに適合します。ほとんどの形のエネルギーは形を変えることができますが、エネルギーは決して失われません。一部のエネルギー変換は、トースターが電気エネルギーを熱エネルギーに変換してパンを焼くなど、単一の変換です。ただし、マッチの照明などの一部のエネルギー変換には、複数のエネルギー変換が含まれます。
機械エネルギーから熱エネルギー
機械的エネルギーは、物体の動きと位置に関連するエネルギーです。マッチを打つと、表面を擦るまで空中を移動します。こすることにより、マッチを照らすのに必要な熱が発生します。これは、機械的エネルギーから熱(熱)エネルギーへの変換です。
熱エネルギーから化学エネルギー
熱エネルギーは、粒子または分子で構成されている物質である物質の温度から生じるエネルギーの運動形態です。温度が上昇すると、粒子はより速く振動し、より多くの熱を放出します。この熱エネルギーにより、マッチ内の粒子は蓄積された化学エネルギーを放出します。
化学エネルギーから熱エネルギーおよび光エネルギー
化学エネルギーは、粒子を結合するエネルギーの潜在的な形です。マッチ棒の頭には、適切な表面に擦り付けられたときに炎を発する可燃性物質など、大量の化学エネルギーが保存されています。マッチ棒の頭を燃やしたままにすると、最終的には木材も燃えてしまいます。可燃性物質が燃焼すると、化学エネルギーの一部は熱エネルギーに変換され、一部は光エネルギーに変換されます。放射エネルギーまたは電磁エネルギーとも呼ばれる光エネルギーは、マッチからの光などの可視光波の形をとる運動エネルギーの一種です。
活性化エネルギー
マッチの照明には活性化エネルギーが含まれます。これは、化学反応が発生するために必要なエネルギーの最小量です。マッチを打つには、一定の力を加えて、それを照らすのに必要な摩擦と熱を作り出す必要があります。活性化エネルギーのしきい値に達すると、化学反応が起こります。