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ヒトはエネルギーで動くとは

ヒトはエネルギーで動くといいますが、具体的にどういうことでしょうか?
エネルギーというのは、「仕事をする能力」のことですよね。
エネルギーはATPに蓄えられて必要に応じて使われる、と言いますが、物質でもないエネルギーを蓄えるというイメージがわきません。
たとえば、熱エネルギーとは、その物質がもっている分子の運動エネルギーの総和のことですよね。
ヒトも、熱エネルギーで動いているのでしょうか。
だとしたら、ATPには熱エネルギーが蓄えられている(?)のでしょうか。
熱エネルギーとは、そもそも物質がもっているものだから(?)、エネルギーを蓄える、とは、何かの物質を蓄えることなのでしょうか?
文章がまとまらなくてすいません。
かなり混乱していますので、分かりやすく教えていただけると嬉しいです。

投稿日時 - 2009-11-26 17:15:00

QNo.5477861

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回答(4)

ANo.4

>エネルギーを蓄える、とは、何かの物質を蓄えることなのでしょうか?
いいえ、物質ではなくエネルギーを蓄えるのです。
エネルギーは熱エネルギーとか位置エネルギーとか結合エネルギーとかいろいろありますが、これらは相互に変換できるので結局同じものです。何か高エネルギーの物質を作るということは、高結合エネルギーの物質を作ると考えて下さい。

ATPでピンと来ないなら、もっと馴染みのある物質で考えてみるとよいでしょう。

たとえばブドウ糖。
ブドウ糖は炭素を介してエネルギーを蓄えたものです。エネルギーを蓄える為に、ありふれた炭素化合物であるCO2を、太陽光のエネルギーを使って還元し、ブドウ糖にします。逆にブドウ糖をCO2に分解すると、エネルギーが得られます。
つまり言い換えると、「ブドウ糖は炭素に太陽光エネルギーを蓄えたもの」と言うことが出来ます。

(※還元された物質を酸素中に放っておくと、勝手に酸化されますね。逆に、酸化された物質を放っておいても還元されることはありません。酸化されるときのエネルギーを使って、何か仕事をすることが出来ます。つまり、炭素が還元された状態こそ、「エネルギーを蓄えた状態」とも言えます。酸素呼吸する生物は、還元された物質のエネルギーを使うため、せっせと酸化剤である酸素を取り込むわけです。)


同様にATPの場合は、リン酸を介してエネルギーを蓄えます。ADPとリン酸を結合させるには、多くの結合エネルギーが必要です。逆の反応で、ATPをADPとリン酸に分解するときの大きなエネルギーを利用すると多くの仕事ができます。

投稿日時 - 2009-11-26 19:45:52

ANo.3

ポイントは次の一点ですね。
>ATPには熱エネルギーが蓄えられている(?)のでしょうか。
 エネルギーは相互に変換させます。もちろん物質とも相互に変換されます(E=mC^2)が、それは置いておいて。
 たとえば水力発電は、位置エネルギーを電気エネルギーに変えていますし、その電気エネルギーを熱エネルギー(ヒーター)に変換したり、化学エネルギーに変換して電池に蓄えたり、光エネルギーに変換して照明したり、運動エネルギーに変換してモーターを回したり・・・エネルギーは相互に変換できます。
 その上で順番に見て行きましょう。
>エネルギーというのは、「仕事をする能力」のことですよね。
 そうです。エネルギーはいろいろな形になります。
>エネルギーはATPに蓄えられて必要に応じて使われる、と言いますが、
 化学エネルギーに変換されて、必要なと筋肉で運動エネルギーに変換される。
>物質でもないエネルギーを蓄えるというイメージがわきません。
 坂の上に車を押し上げて(仕事で位置エネルギーを蓄えて),その車の位置エネルギーを運動エネルギーに変化させる。は理解できますか?

>たとえば、熱エネルギーとは、その物質がもっている分子の運動エネルギーの総和のことですよね。
 紛らわしいので「運動のエネルギー」として、良いでしょう。

>ヒトも、熱エネルギーで動いているのでしょうか。
 化学エネルギーで動いてます。

>だとしたら、ATPには熱エネルギーが蓄えられている(?)のでしょうか。
 化学エネルギーとして蓄えられています。

>熱エネルギーとは、そもそも物質がもっているものだから(?)
>エネルギーを蓄える、とは、何かの物質を蓄えることなのでしょうか?
 書かれていることは矛盾してます。
 「そもそも物質がもっているもの」であってそれは「何かの物質を蓄えること」では無いですよね。オモリを1m持ち上げたからといって、おもりが2個になるわけじゃない。
 蓄えるとき、熱運動のエネルギーと、粒子間の相互作用によるエネルギーとの和・・物質の内部エネルギーととして蓄える。

 

投稿日時 - 2009-11-26 18:35:35

ANo.2

人間の場合は化学的変化ですね。

化学的な結合エネルギーが高い状態と低い状態を使い分けてエネルギーを取り出し、輸送し、利用します。ATPは輸送の過程です。ATPよりADPの方がエネルギーが低いのでその差分を利用して筋肉等を動かすわけですね。

>エネルギーを蓄えるというイメージがわきません。

形を変えて維持するということです。(エネルギー保存の法則)
電気ポンプで水を汲み上げて保存しておけば、後で水力発電に使えますよね。
別に水自体は変わらない。これが原子レベルで起きているのが化学的なエネルギー。

投稿日時 - 2009-11-26 17:42:04

ANo.1

カロリーのある食品を食べるとこれがエネルギー源です。1カロリーとは1ccの水を1度上げることのできるエネルギーです。食品が消化されて糖になり、その糖が筋肉中で運動エネルギーとなって人間は動きます。複雑な化学反応です。カロリーのない食品をいくら食べてもエネルギーになりません。ガソリンで走る車や電気自動車に似ていると思いますが、いかがでしょうか。

投稿日時 - 2009-11-26 17:21:40

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