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【N#45】「エネルギーとは何か?」(3回目)〜蒸気機関の産業から生まれた「エネルギー」の考え方:背景を知ること

「身体の学校・ZERO塾」の3回目。
「エネルギー・熱とは何か?」(2020年3月14日(土)、午後2時から午後6時、0期生)の模様について紹介したい。

 
3回目は、「エネルギー・熱とは何か?」。
「元素」「原子」「分子」や「電子」がわかっても、
「これらをどのように使うのか?」
の理解がないと、世の中に役立たない。
「使われ方」=「エネルギー」や「仕事」
の考え方は、蒸気機関や産業革命の中で生まれた。

イギリスの産業革命と蒸気機関の開発・改良の歴史を知ると、「エネルギー」のことが理解できる。
歴史を見てみよう。
1666年にロンドン大火が起こり、市内の木造の家屋のほとんどが倒壊した。
そこで、イギリスは、レンガ作り、石作りの家の建造を法律で定め、街並みを一掃。
今のイギリスで見られる石造りの街並みができた。

森林の資源に代わる素材として「石炭」が近代史に登場する。
暖炉をとる、コークスを使った製鉄、ガラス産業などに使われる素材として「石炭」が注目される。
一気に国内での需要を応えるため、石炭の採掘が始まる。
問題だったのは、地下水だった。
地下水を汲み出さなければ、石炭の採掘ができない。
馬や人間を使ったとしても、10メートル以下(大抵が10メートルよりもさらに奥)だったからだ。
そこで、
地下水を汲み出すために機械の力に注目。
トーマス・ニューコメンが蒸気機関の原理を発明し、ジェームズ・ワットが改良を積み重ね、効率の良い「汲み出し」装置が生まれる。
蒸気機関の原理を簡単に説明すると、
水に熱を加え、水蒸気にすると体積は千倍(容積が大きく)、冷やすと一気に圧縮(容積が小さく)、真空ができる。
(ちなみに熱は石炭を使って発生させる)
容積が大きく→容積が少なく→容積が大きく
を繰り返す際、ピストンをつなげることで、蒸気を機械の力に変えることができる。
蒸気機関は、電車や船にも応用され、蒸気船、蒸気機関車が出てくる。
幕末、日本に黒船がきたが、動力として蒸気機関を使っている。
さらに「株式会社」が普及。蒸気機関車の会社は、人をたくさん雇い、社会にも貢献する。

熱(蒸気)から「ピストンの動き」=「機械の力」=「動力」をどのようにして引き出すのか?
イギリスとフランスの科学者が理論化を急ぐ。
「動力」は「熱」だけではなく、「電気」「磁気」「水力」「火力」「原子力」等からも引き出すことがわかり、やがて、「エネルギー」という言葉で統一される。
「電気」が「エネルギー」として使われるようになる。理由は、電気は持ち運ぶ必要なく、電線を使って送ることができるから(電気については「「電磁気とは何か?」(2回目)〜科学は社会に与えた影響は何か?どのような人たちが「目に見えない電気・磁気」を言葉していったのか?」参照)。

また、人間の身体も
「体温・筋肉を動かすために「食物」から、どのようにしてい「エネルギー」を取り入れるのか?
についての考え方が、生まれる。
やがて、1900年には食事に表記されているカロリー計算へとつながっていく。

3回目では、自分軸で判断していくために、仮説を立てる大切さや、情報収集のし過ぎに注意したほうがいいこと等、紹介させていただいた。
もし上記のセミナーについてご興味がありましたら、下記をご参照ください。
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「科学の基礎を学んで、自分で考える力を身につけよう!」(身体の学校・ZERO塾)の「発想力」「応用力」の1期生を募集中です。

詳しくは、「「からだの学校」〜健康について自分で考える力を養おう」1期生の募集開始」をご参照ください。
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過去の記事については下記をご参照ください。
1回目・元素とは何か?(「「元素とは何か?」(1回目)〜「自分で考える力」とは何か?言葉を知ること、生活と関連づけること、科学の限界を知ること」)参照
2回目・電磁気とは何か?(「「電磁気とは何か?」(2回目)〜科学は社会に与えた影響は何か?どのような人たちが「目に見えない電気・磁気」を言葉していったのか?」参照)
3回目・エネルギーとは何か?(「「エネルギーとは何か?」(3回目)〜蒸気機関の産業から生まれた「エネルギー」の考え方:背景を知ること」参照)
4回目・栄養と酵素について(「栄養と酵素について」(4回目)〜アルコールの発酵技術+砂糖のプランテーションの歴史を覗く〜栄養と酵素について」参照)
5回目・消化と吸収について(「消化・吸収について」(5回目)〜食事からどのように栄養(エネルギー)にするのか?判断していくための知識として)」参照)
6回目・細胞について(「「細胞について」(6回目)〜細胞の構造、どのようにコミュニケーションを取り合うのか?」参照)
7回目・進化について(「「進化・遺伝について」(7回目)〜進化論から優生学へ、メンデルの法則から雑種(ハイブリッド作物)へ、人間と社会、知識をどのように応用するか?」参照)
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