（田中山根）よいしょ〜。
さあ始まりました。
今回のテーマはですね…僕たちが暮らしの中でどのようにエネルギーを利用しているのかっていうのを詳しく見ていこうかと思ってます。
エネルギーの利用と聞いてまず思い浮かぶの何ですか？う〜ん。
私は車とか飛行機とかそういう大きいものが動いているのを見るとこれを動かすのにどれくらいのエネルギーが使われているんだろうって思いますね。
う〜ん。
ああ。
僕はねまず食事ですよ。
食べないと動けないっていうね僕たちにとって大事なエネルギーじゃないですか。
あとは僕にとってのエネルギーっていうのはこう皆さんの笑顔ですよね。
笑顔そんなにもらってる？みんな「きもいよ」とか言ってない？いやあの〜薄ら笑ってますよ。
そういうのもエネルギーにできるんだ。
エネルギーに変換できるようになってきました。
すごいね〜。
エネルギーと一口に言っても…物理の目で見ますとですね…仕事をする能力つまりものを動かす原動力って事ですか。
そうですね簡単に言うとね。
じゃあ田中さんを動かす原動力っていうのは何なんですか？エネルギー。
やっぱり恋かな？うん。
恋してる時って仕事がうまくいく俺。
…じゃ今はしてないんですね。
どういう事ですか？先ほども言ったんですけどもエネルギーにはいろんな形がありますよね。
うん。
はい。
そして…ん？姿形を変えるってのはどういう事ですか？例えばこちらにあるドライヤーやアイロンなんですけどもこれは電気エネルギーを熱エネルギーに変えてその熱を僕たちは利用している。
あ〜そうか。
まあ当たり前だけど電気も熱もエネルギーの一つの形だもんね。
さあではこの使い捨てカイロ。
これはどういうエネルギーの変換が起きてると思いますか？これもあれだよね。
何かのエネルギーが熱エネルギーには変わってんだよね。
使い捨てカイロって封を開けるとあたたかくなるからきっと化学的な作用が働いてるんじゃないですかね。
はい。
使い捨てカイロっていうのは中に入っている…
（山根岡野）ふ〜ん。
つまり化学エネルギーが熱エネルギーに変換しているとそういう事なんです。
これはじゃあ化学エネルギーっていうのもあるんだ。
そうですよ。
（山根岡野）ふ〜ん。
それでは次はエネルギー変換を利用して手品をご覧入れましょう。
はい準備ができました。
うん。
こちらのフラスコの中ではお湯がぐらぐらと沸騰しております。
銅パイプからたくさん湯気が出てますね。
確かに。
これってやかんを火にかけた時に口から湯気が出るのと同じ事ですよね？そうそう。
これもう完全に湯気ですね。
ではパイプの吹き出し口にですねこちらのマッチ棒を近づけてみて下さい。
山根さん。
これを。
これどうかなるんですか？さあどうでしょうかね。
これマッチがぬれるぐらいじゃない？何よこれ。
どうですか？うんぬれてるしっとりしてるわ。
これどこが手品なのよ。
はいこれはですね…えっ？ではこちらのガスバーナーで銅パイプを熱しま〜す。
ガスバーナーで銅パイプを熱する。
しばらくすると湯気に変化が。
湯気が出てない！白い湯気見えなくなりましたね。
ねえ。
これどういう事ですか？さあこれどういう事なんでしょうか。
ではもう一度マッチ棒を吹き出し口に近づけてみて下さい。
え〜でもこれ湯気ないしちょっと怖いねさっきと違って。
大丈夫かな。
（３人）お〜！何じゃこりゃ〜！何でよ火付いたじゃん！え〜。
どうして？湯気もなかったのに。
すご〜い！えっ何でよ。
どうして火がないのに火が付いてしまったんですか？何か違うものが出てるのかね。
いいわそういう姿勢。
いいよいろいろ探究心。
種明かしをしよう。
水を沸騰させると水蒸気になって銅パイプから出ていく。
しかしすぐに周りの空気で冷やされ水の粒となる。
これが白い湯気に見えるのだ。
この現象をエネルギーの変換で考えてみよう。
水に与えられた熱エネルギーが気体になって吹き出す時運動エネルギーに変換される。
この時の運動エネルギーはマッチが…実験では更に銅パイプを熱した。
つまり水分子に…すると水分子の運動エネルギーも大きくなる。
そしてマッチが燃え出すのに必要なエネルギー量に達したのだ。
エネルギーの形はほかにもある。
高い位置にあるものはそれだけでエネルギーを持っている。
これを位置エネルギーという。
落下すると位置エネルギーが運動エネルギーに変換されスピードが出る。
原子力発電所で使われているのは原子核の分裂や融合の時に放出される核エネルギー。
エネルギーにはさまざまな形があり互いに変換する事ができるのだ。
おいちょっとこれで俺をボコボコにぶったたいてくれ。
え？何でよ？いやエネルギーの変換よ。
怒りエネルギーをためて俺次のテレビの収録でそれを全部放出して大爆笑取るから。
あそう。
早くたたいて。
うん。
そんな遠慮し…そんなんじゃ足りないよ。
こう？まだまだ！まだまだ！うんたまってきてるたまってきてるう〜ん。
いいぞいいぞたまってきてるお〜いいぞ〜！ぶお〜ん！アハハハハアハハハ…。
爆発しちゃった。
（２人）はいジャンガジャンガジャンガジャンガジャンガジャンガシャンガジャンガジャンガジャンガジャンガジャジャ〜ン。
じゃあちょっとポンポン船を走らせてみましょうか。
え？初めて見ました私。
最近の若いもんはよお〜。
何も知らないんだなあ。
船ですか？はいじゃあこれをセットしますロウソクに火を付けたものを。
ほう。
さあいけ！ポンポン船。
おお！あ〜すご〜い！おおすごい！すげえ。
すごい進むね。
これすんごい進むけどさ…面白いけど高校講座の今関係ないじゃないこれ。
山根さんこれ立派な教材なんですよ。
これ？このポンポン船がどういう仕組みで動いてるのかちょっと観察してみてよ。
よく分かんないけどロウソクに火付けてたぐらいじゃないの？だから…。
それで何で走るの？う〜ん何なのよ。
ちょっと解説しましょうか。
はいお願いします。
はい。
まずこちらご覧下さい。
ほう。
こちらポンポン船の構造を分かりやすくしたものですね。
船にはこういう細長いパイプがついています。
穴開いてますね。
はい。
この中にお水を入れておきます。
水入れとくの？はい。
満タンに入れておきま〜す。
はい。
反対側からも出ました。
これ水がじゃあもう詰まった状態だ。
そうです。
そしてパイプをロウソクで熱します。
さあこの熱せられた部分は水があたためられますよね。
そしたらここの水は気体になるんですよ。
気体になると体積が増えるんですよね。
うん。
うん。
すると気体が外に出ようとしてこうぐ〜っと行く訳ですよ。
それに押し出されてお水がば〜っと出ますね。
うん。
はい。
その反作用で船が前に進むと。
そういう事なんですよ。
えっでも一旦あたためられて押し出されたらこのパイプの中でもうあたためるものがなくなっちゃうんじゃないですか。
そうだそうだ！そうしたら船は止まっちゃうんじゃないですか？実はパイプ内の水が排出されると今度は中の圧力が下がるので逆にパイプに水槽の水が入ってくるんですよ。
ほう〜うまくできてるね。
だからこう船はず〜っと動き続けるんだ。
はいそうなんです。
このように熱エネルギーを運動エネルギーに変換して何かほかのものを動かす装置を熱機関といいます。
ポンポン船の場合ここのロウソクが当たってる部分ここが熱機関ですね。
はあ〜熱機関ね。
つまり熱を動力源にしてるってものね。
そうです。
さあ続いてはこちらのおもちゃをご覧下さい。
うん。
はい。
これ懐かしいね。
昔喫茶店とか親戚の家とかにあったなあ。
私も見た事ありま〜す。
でもこれどうやって動いてるのかいつも不思議に思ってたんですよね。
確かにね。
これは水飲み鳥というおもちゃなんですけども電池はありません。
火であたためてる訳でもありません。
でも動いています。
どうしてでしょう。
水飲み鳥は…水飲み鳥の頭部にはフェルトが貼ってあり水が蒸発しやすくなっている。
実は水飲み鳥の中に入っている液体の沸点が低いため冷やされる事で気体が液体に戻る。
すると頭の方の圧力が下がりお尻の方との差ができる。
このため液体が押し上げられその重みで水飲み鳥は前方へ倒れる。
管がお尻の方の液面より上に出てしまうと押し上げられた液体が下降し水飲み鳥は後方に倒れる。
この繰り返しで動いているのだ。
頭の部分が冷やされる事が重要だったんですね。
そうなんですよ。
水が蒸発する時熱を奪うんですけどもそれを気化熱といいます。
２人とも経験あるんじゃないですか？注射の前に消毒されるとひやっとするでしょ。
はい。
あああるね。
ひやっとするわ。
あれはアルコールが蒸発した時に皮膚から熱が奪われるからなんです。
だから冷たく感じるんです。
へ〜え。
試しに頭のフェルトを削り取ってみると…。
止まってしまった。
頭部から熱が奪われにくくなった事で動かなくなったのだ。
つまり…車を動かす時にも燃料から得た熱エネルギーを全て使える訳ではない。
ラジエーターと呼ばれる冷却装置を取り付け冷却水で熱エネルギーを捨て続けているのだ。
火力発電所でも必ず捨てる熱エネルギーがある。
この熱を利用した温水プールや熱帯植物園を併設している所もある。
今回は太陽の熱エネルギーを冷暖房に利用している現場を訪ねた。
熱で冷やすというのは矛盾しているように思いますが一体どのような仕組みになっているのか見に行きたいと思います。
こんにちは。
（梶山）こんにちは。
（２人）よろしくお願いします。
この部屋涼しい風を感じるんですけど…。
はい。
あっもしかしてこれが太陽の熱を使った冷房ですか？はいそうなんです。
（岡野）あっ確かに風が出ていますね。
仕組みを見せてもらった。
あ〜すご〜い。
たくさんパネルが並んでますね。
屋上に所狭しと並べられているのは集熱器。
太陽の熱を集めている。
ここでは南向きに６０枚の集熱器が並べられている。
一本一本のガラス管の周りには反射鏡がついている。
より多くの熱を集めるための工夫だ。
しかも熱が逃げにくい構造になっているためガラス管の中は高温になる。
何度ぐらいになっていると思いますか？えっ今日の気温が２３度くらいという予報だったのでこの中は少し高くなって３０度ちょっとくらいじゃないですかね。
ガラス管の中は何度なのだろう。
測ってみる事にした。
はあ〜どんどん上がってますね。
私の予想した３０度は軽く超えています。
ああすご〜い。
結果は…。
温度が出ました。
６４．４度です。
お風呂よりもかなり高い温度ですね。
集められた熱エネルギーはこの箱の中に送られる。
中を見せてもらったが…。
え〜よく見えませんね。
実は箱の中は４つの部屋から出来ている。
Ａの部屋が室内機とつながっている冷暖房の心臓部分だ。
水が通っているパイプに雨のように水をかける。
この部屋は気圧が低く１２度で水が蒸発する。
その気化熱でパイプ内の熱が奪われパイプの中の水の温度は７度まで下がる。
この冷水で冷房を行っているのだ。
Ａの部屋で出来た水蒸気をもう一度水に戻して利用するためにほかの３つの部屋がある。
水蒸気はＢに送られる。
ここでは水蒸気を吸収しやすい薬品の溶液で水蒸気を取り込む。
その溶液をＣに送る。
ここで活躍するのが太陽熱だ。
集熱器から得た熱であたため水分を蒸発させる。
この水蒸気だけをＤの部屋に送り水に戻している。
太陽熱のエネルギーを使ったエコな仕組み。
真也ちゃん感想は？今回の太陽熱冷房システムは暑い夏ほど節電ができてしかも二酸化炭素を出さないクリーンなシステムという事でただ太陽のエネルギーを受けるだけでなく積極的に利用する事が大切なんだと気付きました。
何かお前水飲み鳥みたいな顔してるよね。
そう？ちょっとものまねやってみてよ。
水飲む水飲む…水飲む〜。
あ〜うまいねえ。
そうかな…。
じゃあ俺ポンポン船やるからポンポン船対水飲み鳥のネタやろう。
ポンポンポンポンポンポンポンポン…ポンポンポンポンポンポンポンポンポンポン…。
いやこれ何が面白いの？見てる人。
さまざまな種類があり互いに変換する事ができる。
熱エネルギーでものを動かすためには…エネルギーを有効活用するための研究開発が進められている。
2014/11/20(木) 14:00〜14:20
ＮＨＫＥテレ１大阪
ＮＨＫ高校講座 科学と人間生活「エネルギーの利用」[字]
私たちの暮らしと科学はどのようにかかわっているのだろうか？素朴な疑問から、人類と科学の長くて深い関わりを明らかにしていく。出演：アンガールズ・岡野真也
詳細情報
番組内容
私たちは、さまざまなエネルギーを利用することで生活している。熱エネルギー、運動エネルギー、化学エネルギーなどだ。エネルギーは、その姿を変える。今回は、運動エネルギーが熱エネルギーに姿を変える実験を、スタジオでやってみる。また“ポンポン船”を題材に「内燃機関」について知る。「科学の現場」では、太陽からのエネルギーを使った最新鋭の冷暖房システムを紹介。
出演者
【出演】岡野真也，【司会】アンガールズ
ジャンル :
趣味／教育 – 中学生・高校生
バラエティ – その他
趣味／教育 – 生涯教育・資格
映像 : 480i(525i)、アスペクト比16:9 パンベクトルなし
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