のっぽさんの勉強メモ

主に中学の学習内容と、それに絡みそうな色んなネタを扱っています。不定期更新ですー。あ、何か探したいことがある場合は、右の「検索」や記事上のタグやページ右にある「カテゴリー」から関係ある記事が見られたりします。

1/23 理科:電気絡みの話もろもろメモ ~from 父~

 理科の話ー、父から聞いた話。
 電気とか電圧*1ってよくわからんので父に聞いたら思った以上に面白いことを色々話してくれました。
 今回はその備忘録みたいな感じ。
 全然理解・消化しきれてないから、事実とは違うやり取りや、間違った知識を含むかもしれません。
 その場合の責任は、当然ながら父でなくて僕にあります。すみません。
 そして順不同。悪しからず。


 まず、「電子」*2の話。
 以前どっかで「電流が流れる→電子が動くってのは、電子が押し合うのか、それとも一つの電子が移動するのか?」ってことを書きましたが、
 それを父に聞いてみたところ、どうやら「両方ある気がするけど電子自体が動く」ってことを答えてくれた気がします。
 なので、電子の移動元(出発したとこ)の原子・分子が電子を含まない状態ってのは生じます。
 ですが、自然界にはいっぱい電子とかあるんで、ほっとくとなんか他のところから補充される、みたいなことを教えてくれました。
 だから「電子が欠けたままの状態」でずっといることはあんまない、みたいな。

 んで、イオン*3の話。
 「陽イオン」とか「陰イオン」とかありますが、物質によって大体どっちになりやすいかは決まっていますね。
 なので、僕が父に「例えば陽イオンになりやすいものを、無理やり陰イオンにすることは可能か?」とあえて聞いてみると、
 父は「理論上は可能かもしれないがめちゃくちゃ難しい」って感じで答えてくれました。
 莫大なエネルギーがいる上に、安定する方向がある程度決まっているものを別の形の不安定さに持ってかなきゃいけないので、すごい手間みたいな。
 核融合とか核分裂とかそういうレベル*4のエネルギーがいるかも(父も詳しくないので、憶測)って答えてくれました。

 あと、熱*5と電流の話。
 電流を流すと熱を発する物質はけっこうありますが、なんと、電流を通すと冷える金属(の組み合わせ)もあるみたいです。
 「ねつでんそし」っていうらしいです。教えてもらったのは単一の金属っていうより「鉛(なまり)とテルル」みたいな組み合わせでしたが。
 【インターネット*6で調べてみた結果、「熱電素子(ねつでんそし)」のことらしいですが、これそのものというより、この中の「電子冷却(でんしれいきゃく)」とか「ペルチェ効果」「ペルティエ素子」というものの話のようです。これは冷凍庫とか電子機器の冷却に使用されているようです】

 なんか水が蒸発するときに熱を持ってく(「気化(きか)」*7)~みたいな感じで、吸熱するらしいです。あくまでイメージですが。
【さらに話を聞くと、金属そのものが冷える、というよりは「全体として冷える」、みたいな話のようです。
 金属を通っている時とかにある程度発熱はするんだけど、金属の組み合わせ(あるいは金属間?)によって起こる冷却効果がそれを上回るから「冷える」と】

 しかも冷やす、ということも「仕事」は仕事なので、電気エネルギーを消費してはいるんだとか。
 なので「熱」と「エネルギー」が一緒に消費される、と。
 僕はつい「エネルギー=熱量」とか、「摩擦(まさつ)*8=仕事=エネルギーの消費=熱」みたいな感じで考えてました。
 つまり「電気エネルギー」は大体「熱」(あとは光とか)に変換されるもんだとばかり考えていたので、この話はとても驚きました。
 そして僕は「冷えていること=活動していないこと=エネルギーがないこと」だと思い込んでいましたが、
 どうやら、「冷えていることも、またエネルギー(を保持している状態)」ということみたいです。
 逆に言うと、「差」があるってことは+の方向でも-の方向でもエネルギーに繋がりうるということかもしれません。
 ここら辺は難しいので、間違っていたらすみません。

 例えるなら「負のエネルギー」とでもいうのでしょうか。
 でもまあそもそも「0℃」っていうのも人間が勝手に決めた尺度ですしね。「負」っていうのも何か違うのかもしれません。
 「氷山」も、解けた時に大量の水になって勢いを放つ、という意味ではある種のエネルギー(位置エネルギーとか)を保持してはいるわけで。
 「絶対零度*9の世界も、ある意味ではエネルギーに満ち満ちているわけです。まあどの角度から見るかにもよりますが…。
 その意味でエネルギーってのは「つっつくと何か起こせる力(を持っていること)」みたいな感じなのかもしれません。
 んで、何らかの刺激や「差(さ)」が生じると(例えば電池により電流が流れやすい物体が接続されて回路ができるなど)、動きが生じて「力」になると。

 あと「充電は難しい」とか「燃料電池は難しい(けど逆にまだ伸びしろがある)」って話を聞きました。
 ちょうどいい金属がそんなにないそうですが…まあそこら辺は理解しきれてないので適当に略。

 世の中色々あるものです。僕も父からこういう話が効けるとは思ってませんでした。
 皆さんの身近な人も、思ってもみない面白い話のネタを持っているかもしれません。
 時には聞いてみるのもいいかもしれませんね。

 そんな感じで~。


◆用語集
・ペルティエ効果:
 関連用語:「ゼーベック効果*10


benkyoumemo.hatenablog.com

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*1:「電流(でんりゅう)」や「電圧(でんあつ)」については12/23 理→英:電気関係の用語→英語 - のっぽさんの勉強メモも参照。

*2:「電子(でんし)」については6/11 理科:父との話/電子(でんし)と重力(じゅうりょく)の話メモ - のっぽさんの勉強メモも参照。

*3:「イオン」については1/20 理科:イオンとか「電解質」雑考 - のっぽさんの勉強メモ10/28 理科:失うことで得るものがある!? ~陽イオンのでき方~ - のっぽさんの勉強メモも参照。

*4:「レベル」については12/1 数学:「文章題(ぶんしょうだい)」は難しい - のっぽさんの勉強メモを参照。

*5:「熱(ねつ)」については 5/10 英語:「熱(ねつ)」の話 - のっぽさんの勉強メモ を参照。

*6:「インターネット」については 1/30 学習:メモで「単語(たんご)」のネットワークを作る! - のっぽさんの勉強メモ を参照。

*7:「気化(きか)」については 1/9 理科:火山(かざん)などについてざっくり - のっぽさんの勉強メモ を参照。

*8:「摩擦(まさつ)」については 3/6 理科:「力(ちから)」関係の英語 - のっぽさんの勉強メモ も参照。

*9:絶対零度ぜったいれいど)」については11/11 理+数:「0」=「マイナス」!? ~絶対零度(ぜったいれいど)の話~ - のっぽさんの勉強メモ参照。

*10:ゼーベック効果」については 1/25 理科:電気/ペルティエ効果・追記 - のっぽさんの勉強メモ を参照。