大学教育の質の保証・向上ならびに 電子化及びオープンアクセスの推進の観点から 学校教育法第百十三条に基づき、 教育研究活動の状況を公表しています。
第百十三条 大学は、教育研究の成果の普及及び活用の促進に資するため、その教育研究活動の状況を公表するものとする。
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A.講義では、日常生活を支える動力をはじめとするエネルギーの種類と相互変換、およびエネルギー保存則とエクセルギーの概念について学びました。電気や熱、化学エネルギーなどの相互変換においては、効率が100％に達することはなく、有効な仕事として利用できない廃熱（アネルギー）が生じることを確認しました。世帯あたりのエネルギー消費構造やスマートグリッド、低炭素住宅（LCCM住宅・ZEH）の仕組みを理解し、持続可能な社会の実現に向けたエネルギー管理の重要性を深く学びました。 本日のグループワークでは「1キロワットアワー（kWh）で走れる距離」をテーマに、テスラなどの電気自動車（EV）を具体例として議論しました。バッテリー容量と車両の電費性能（km/kWh）から1kWhあたりの走行可能距離を試算し、ガソリン車とのエネルギー効率の違いやCO2排出量の削減効果について検討しました。私は班内での数値計算の提示と発表要旨の原案作成を担当しました テスラのバッテリー（約60kWh）や家庭用蓄電池の容量と比較しながら、移動手段としてのEVのエネルギー効率について復習を行いました。住宅のV2H技術を活用してEVの蓄電池を家庭用電源へ再利用する利点や、バッテリー状態の把握（インスペクション）の必要性を把握し、エネルギーの有効活用と移動体への応用展開の可能性を改めて実感しました。
A.今回の講義ではカルノーサイクルについてのお話が印象に残りました。カルノーサイクルは等温膨張、断熱膨張、等温圧縮、断熱圧縮を繰り返すことで熱を仕事に変えるという仕組みです。 今回のワークショップでは、電費について調べました。自分たちの班は日産サクラSという電気自動車について調べました。この車のバッテリー容量は20kWhで航続距離が180kmとなっているため電費は9.0km/kWhになるのではないかと考えました。一方車のカタログスペックには124Wh/kmとあり、これを計算すると8.06km/kWhとなり誤差が生じました。 今回の復習として、普通の自動車の燃費と比べてみました。今回はホンダのフィットについて調べました。この車の燃費は30.2km/Lであることがわかりました。現在のガソリンは発電に利用すると発電効率は30%程度で１L あたり3kWhほどの電気を作れることがわかりました。これら二つを比べてみるとガソリン車のほうが効率よく走行できているといえるのではないかと考えました。
A.まず、講義では、エネルギー（Wh）とパワー（W）の概念や、光・熱・動力・通信情報・電気といった各種エネルギー形態について学んだ。また、熱力学におけるカルノーサイクル（P-V線図・T-S線図）の仕組みや、低熱源の必要性を解説した。さらに、電池の放電エネルギーの算出方法や、実際のEVバス（12m、350kWh）を例に挙げ、蓄えられた電力から走行可能な距離（1kWhあたり約0.7km）を計算する具体例についても扱った。 続いて、ワークショップでは、大型電動モビリティにおけるバッテリー容量と電費性能の関係について調べた。具体的には「V8-Coach Bus（12m）」と呼ばれる電気バスを取り上げ、そのエネルギー効率を算出した。本車両のバッテリー容量は 350 kWh であり、時速 70 km で 250 km 走行可能な仕様となっている。このデータに基づき、走行距離 250 km を容量 350 kWh で除算することにより、1 kWh あたりの走行距離が約 0.7 km であるという電費の定量的指標を算出し、大型車両の電動化における課題や性能を検証した。 最後に、復習では、身近な物質の燃焼エネルギーと出力（ワット数）の算出について調べた。ろうそく（質量 6 g）の主成分であるパラフィンの燃焼エンタルピーが －42 kJ/g であることに着目し、全体の燃焼エンタルピーが －252 kJ であることを求めた。さらに、このろうそくが 2 時間（7200 秒）かけて燃焼・熱放出する場合の仕事率を検証した。放熱量 252,000 J を 7200 秒で除算することにより、放出される熱出力が 35 W に相当することを定量的に整理した。
A.①講義の再話 今回の講義では、エネルギーの種類や性質、私たちの生活との関わりについて学んだ。エネルギーには化学エネルギー、熱エネルギー、力学エネルギー、電気エネルギー、光エネルギー、原子力などがあり、互いに変換できるが、エネルギー保存則により総量は変化しない。しかし、変換効率は100％ではなく、有効に利用できるエネルギー(エクセルギー)は減少し、利用しにくい熱エネルギー（アネルギー)が増えることを学んだ。 ②発表の要旨 自分たちの班では、日産のリーフについて調べた。リーフの実電費は6.3km / kWhであり、つまり1kWhで6.3km走ることができる。 ③復習の内容 今回の講義を通して、エネルギーを考える際には、単に保有しているエネルギーの量だけではなく、それをどれだけ効率よく利用できるかが重要であると理解した。自動車のエネルギー効率の比較では、同じエネルギー量を使用した場合でも、エネルギーを変換する技術によって得られる性能に大きな違いが生じることを学んだ。特に電気自動車では、エネルギー変換時の損失が少なく、効率的にエネルギーを利用できる一方で、充電設備や電池性能などの課題も存在することを理解した。
A.① ろうそく一本の燃焼では、ろうそくの主成分であるパラフィンが酸素と反応し、二酸化炭素と水を生成する。この反応では化学結合が変化し、化学エネルギーが熱や光エネルギーへ変換される。燃焼反応は発熱反応であり、エンタルピー変化ΔHは負の値を示す。例えば、パラフィンをC??H??として考えると、燃焼反応はC??H??＋38O?→25CO?＋26H?Oで表される。標準生成エンタルピーを用いることで、燃焼によって放出されるエネルギーを求めることができ、身近な現象でも化学エネルギーが利用されていることが分かる。 ② 1キロワットアワー（kWh）は、電力量を表す単位であり、1 kWの電力を1時間使用したときのエネルギー量である。ホンダフィットの燃費を20.4 km/L、ガソリンの持つエネルギーとエンジン効率を考慮すると、1 kWhのエネルギーで約6.1 km走行できると計算できる。この結果から、同じエネルギー量でも変換効率によって利用できる仕事量が変化することが分かった。 ③ 復習では、エネルギー化学におけるエネルギー変換について学んだ。化学反応では、物質が持つ化学エネルギーが熱エネルギーや電気エネルギーへ変換される。特に、燃焼による発熱反応、電池による化学エネルギーから電気エネルギーへの変換、電解による電気エネルギーから化学エネルギーへの変換が重要である。また、エネルギーを利用する際には、変換効率だけでなく環境への影響や資源の有効利用についても考える必要がある。今回の学習を通して、エネルギーを効率的かつ持続的に利用する技術の重要性を理解した。
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A.第2回では、エネルギー利用を光・熱・動力などの強電分野と、通信・情報を扱う弱電分野に分けて考えた。またカルノーサイクルのP-V線図とT-S線図から、熱機関が仕事を取り出すには高温側と低温側の温度差が必要であることを確認した。電池については、縦軸を電圧V、横軸を電気量Q〔C＝A・s〕とすると、その面積∫VdQが電気エネルギーを表すことを学んだ。 授業課題では自動車の「電費」を燃費と対比して考えた。講義例ではプリウスの走行距離と燃料消費量、日産リーフの約8.47 km/kWhという数値を用いた。ここで提出した課題では「1 kWあたり」と表しているがこれは誤りで、消費したエネルギーを意味する「1 kWhあたり」と表す必要がある。電費は1 kWhの電力量で何km走行できるかを示すため、値が大きいほど少ない電力量で長く走れることになる。 復習ではろうそくの燃焼をエネルギーと出力の関係から整理した。パラフィンの燃焼熱を約42 kJ/g、ろうそくを6 gとすると、放出エネルギーは約252 kJで、反応系のエンタルピー変化としては負になる。これを2時間＝7200 sで放出した場合、平均出力は252×10? J÷7200 s＝35 Wとなる。
A.①講義の再話 本講義では、実際にろうそくを燃焼させる実験を行った。燃焼エンタルピーについて学んだ。エネルギーを実際の測定値から定量的に評価できることを学んだ。カルノーサイクルについても学んだ。カルノーサイクルとは、温度が違う2つの熱源の間で動く、理論上で最も効率が良い理想的な熱の循環のことである。フランスの科学者サディ・カルノーが1824年に考えた。 ②発表の要旨 車が1キロワットアワーで走れる距離について話した。BMWのSUVについて調べた。BMWのSUVのIXの走行距離は4.7km/kWh～5.5km/kWh前後である。燃費は25.9㎞/Lである。EVのリッター換算ツールより、電気自動車は、ガソリン車と比較して燃費が良く、10年単位のトータルコストやメンテナンス費が安い傾向にある。一方で、車両購入価格は高く、充電時間や航続距離に制約がある点がデメリットである。走行距離が長い人や自宅で充電できる環境の人にEVは適している。 ③復習の内容 ろうそく一本の燃焼エンタルピーを求めた。ろうそくは炭化水素（C,H）化できており、メタンとする。メタンの燃焼式はCＨ４＋２O２→ＣＯ２＋２H2Oであらわされる。燃焼エンタルピーは-890.4 kJ/molである。メタンは約16.04g/molであり、設問のろうそくは６gであるので0.374molである。よって、-890.4 kJ/mol×0.374molで－333.0kJとなる。電力ｗ＝電力量J÷時間ｓなので333.0kJ÷7200ｓ＝0.0463ｗ
A.①エネルギーはWhで表され、パワーはWで表されるので、別のものである。ろうそくの油は昔は液体であった。液体の油は持ち歩きづらいために固形のろうとなったのである。屋内配線である光、熱、動力は強電と呼ばれ、通信情報は弱電といわれる。カルノーサイクルの囲まれている面積は運動エネルギーである。温度差が大きいほどその面積は大きくなる。 ②1プリウス（PHEV）のエネルギー効率を比較すると以下のようになる。バッテリー（13.6kWh）のみで走るEVモードでは、電費7.46km/kWhにより約101.5kmの走行が可能である。一方、HVモードの燃費は26.0km/Lとなる。ガソリン1Lの熱量を約9.1kWhと換算すると、HV走行は約2.86km/kWh相当となる。そのため、電気のみで走るEVモード（7.46km/kWh）はエネルギー利用効率が2.6倍以上高く、極めて効率的である。 ③ろうそくの燃焼エンタルピーについて考えた。ろうそくの主成分はパラフィンである。燃焼エンタルピーは約-42kJ/gである。したがって、6gであると、 -42×6＝-252kJ したがって、252kJの熱エネルギーを放出する。 また、二時間で燃焼しきったときのワット数は、P = E/tより求められ、2.52×10＾5J/7200s＝約35 Wとなる。
A.1)第2回の講義では、「エネルギーと生活―動力と電力―」をテーマに、エネルギーの種類や性質、生活との関わりについて学んだ。エネルギーは化学・熱・電気・光・力学・原子力などさまざまな形で存在し、互いに変換できる一方で、変換の過程では利用しやすいエネルギー（エクセルギー）が減少し、利用しにくい熱エネルギー（アネルギー）が増えることを理解した。また、日本の家庭では電気だけでなく都市ガスやLPガス、灯油など多様なエネルギーが利用されており、日常生活は多くのエネルギーによって支えられていることを学んだ。さらに、山形大学米沢キャンパスの電力消費やスマートグリッド、蓄電池、ZEH・LCCM住宅、V2Hなどの省エネルギー技術について学び、持続可能な社会の実現には再生可能エネルギーの活用とエネルギーの効率的な利用が重要であることを理解した。講義を通して、技術の進歩だけでなく、一人ひとりが省エネルギーを意識して行動することが脱炭素社会の実現につながると感じた。 2)1kWhで走行できる距離について、トヨタのプリウス（PHEV）を例に調べた。その結果、電費は約7.46km/kWhであり、1kWhの電気エネルギーで約7.46km走行できることが分かった。また、駆動用バッテリーの容量は約13.6kWhであり、満充電時には電気のみでおよそ100km程度の走行が可能であることを理解した。さらに、自動車にはガソリン車、ハイブリッド車（HEV）、プラグインハイブリッド車（PHEV）、電気自動車（EV）などさまざまな種類があり、車両の重量やモーター性能、バッテリー容量によって電費や燃費が異なることも分かった。km/kWhは「電費」と呼ばれ、ガソリン車のkm/Lに相当する指標であり、数値が大きいほど少ない電力で長い距離を走行できることを示している。このことから、電費は電気自動車やプラグインハイブリッド車の省エネルギー性能を比較する上で重要な指標であると理解した。 3)パラフィンの燃焼エンタルピーはおよそ －1.6×10? kJ/mol発熱とする。 モル質量 25×12＋52×1＝352g/mol 物質量 6÷352＝0.017mol 発生熱量 0.017×1.6×10の4乗＝2.7×10の2乗kJ 約270kJ(発熱) ワット数 2.7×10の5乗÷7200＝37.5W 約38W
A.① 講義の再話 今回の講義では、エネルギーの種類と変換、電気化学によるエネルギー利用について学んだ。エネルギーには熱、力学、電気、化学など様々な形態があり、相互に変換できることを理解した。また、温度や圧力などの示強性変数、体積や物質量などの示量性変数の関係からエネルギーを評価できることを学んだ。さらに、ギブズ自由エネルギー（ΔG＝ΔH－TΔS）やネルンストの式を通して、電池で化学エネルギーを電気エネルギーへ変換する仕組みを理解した。加えて、V2Hやスマートシティなど、エネルギーを効率的に利用する技術について学んだ。 ② 発表の要旨 今回の発表では、エネルギー変換と持続可能な社会に向けた技術について説明した。電池では化学反応による自由エネルギー変化を利用して電気を取り出しており、電気量や電池容量を理解することが重要である。また、EVの電池を家庭用電源として利用するV2Hや、エネルギー管理を行うスマートシティは、CO?削減や省エネルギー化に貢献する技術であることを学んだ。 ③ 復習の内容 今回の講義を通して、エネルギーを数値で評価し、効率的に利用することの重要性を理解した。特に、ギブズ自由エネルギーと電池の起電力の関係、電気量CとAhの関係が印象に残った。また、蓄電池や再生可能エネルギーを活用した社会づくりについて理解を深め、今後のエネルギー技術についてさらに学びたい。
A.エネルギーの種類について学んだ。電気エネルギーを力学的エネルギーとして光や熱を動力として使うことを強電と言い、通信や情報として活用することを弱電という。pV=nRTというネルンストの式を見てみると電気エネルギーを力学的エネルギーに変換できることを意味していることが分かる。 グループワークでは1kWhで走れる距離について考えた。グループ名は柳川財閥グループ会長柳川慎之介で共著作者は柳川慎之介、石板哲平、赤堀颯で役割は概念化と調査であった。トヨタのプリウスは1kWhで約5~7キロ走ることができる。この距離の差は速度による燃費の差、エアコンなど他の要因、冬など環境の変化によって変わることがわかった。 個人の発展として、燃費が最も良いのはどの条件なのかについて考えた。まずは速度について、街乗りの方が燃費が良く、高速は燃費がわるい。次に環境について、春がいいだろう。夏は暑すぎてエアコンを使う。冬は燃費が悪くさらに暖房を使う。よって春か秋がよく、寒くなる秋よりも暖かくなる夏の方がいいだろう。よって春に街乗りすることが最も燃費がいいと考えた。
A.エネルギーと生活－動力と電力－の講義では、私たちの生活はさまざまなエネルギーによって支えられており、その中でも動力と電力が重要な役割を果たしていることを学んだ。動力とは、自動車や電車、工場の機械などを動かすための力であり、ガソリンや電気などのエネルギーが利用されている。また、電力は発電所でつくられ、送電線を通じて家庭や学校、工場へ届けられ、照明や家電製品、情報通信機器など幅広い場面で使われている。エネルギーは生活を便利にする一方で、限りある資源を有効に利用することや環境への配慮も必要であることを学んだ。 発表では、電気エネルギーの特徴や利用方法、省エネルギーの重要性について説明された。電気は使いやすく、さまざまなエネルギーに変換できるため、現代社会に欠かせない存在である。しかし、多くの電力は火力発電などによって生み出されており、二酸化炭素の排出など環境への影響もある。そのため、再生可能エネルギーの活用や、節電・省エネルギーを意識した生活が求められていることが紹介された。 復習を通して、エネルギーは生活を支える基盤であり、その利用方法を正しく理解することの大切さを再確認した。また、電力は当たり前に使えるものではなく、多くの人々の努力や設備によって供給されていることを知った。今後は、不要な照明を消す、使わない家電の電源を切るなど、身近な省エネルギーを実践し、環境に配慮した生活を心がけていきたい。
A.①講義の再話 電気代などで用いられるエネルギーはWhで表され、電子レンジなどのパワーはwで表される。ロウソクの火が1Wであるとしたら1時間で燃え尽きた場合1whとなる。ロウソクを1000本にした場合1kWと表される。電気エネルギーには、光・熱・動力といった強電、通信・情報といった弱電がある。中でも動力は力学エネルギーである。理想気体の状態方程式PV=nRTのPV は力学エネルギーである。カルノーサイクルの前提条件は熱容量が大きく温度が一定な熱源が2つあることである。 ②発表の要旨 EVの方がエネルギー効率やメンテナンスの面から見るとガソリン車より優れているが、実用的な面で見るとEVの充電設備がまだまだ不足しており広範囲の移動において制限が多かったり充電に時間がかかるなど利便性においてはガソリン車より劣ってしまう。よってガソリン車とEVのどちらのネックポイントも完全ではないが補えているハイブリッド車が現状の最適解と考えた。 ③復習の内容 理想気体では、気体分子そのものの体積は、容器の体積に比べて非常に小さいと考える、分子同士は引き合ったり反発したりしない、気体の圧力は、分子が容器の壁に衝突することで生じる、と仮定する。カルノーサイクルでは、この理想気体を作動物質として考えることが多くあり、例えば高温熱源に接した等温膨張では、温度が一定なのでPV=nRTも一定となる。よって気体が膨張して体積が増えると圧力は低下する。このとき気体は高温熱源から熱を受け取りそのエネルギーを仕事へと変換する。
A.?この講義では、私たちの生活を支えるエネルギーの種類と、その利用の仕組みについて学んだ。エネルギーには、化学エネルギー・電気エネルギー・熱エネルギー・光エネルギーなど多様な形態があり、これらは互いに変換可能であることが強調された。特に、生活の中心となる「電力」は、化石燃料、水力、太陽光などの一次エネルギーを変換して得られる二次エネルギーであり、発電の基本原理としてタービンを回す動力や電磁誘導の仕組みが説明された。 また、エネルギー利用には必ず損失が伴い、発電効率や機械の摩擦による熱損失など、変換過程の限界についても触れられた。現代社会では電力が家庭・産業・医療・通信など多方面で不可欠であり、安定した供給が生活の質を支えていることが示された。さらに、再生可能エネルギーの普及や省エネルギー技術の発展が、環境負荷を減らし持続可能な社会を実現するために重要であることも学んだ。 ②発表の目的は、エネルギーが生活にどのように関わっているかを簡潔に整理し、理解を深めることである。特に、電力が一次エネルギーの変換によって生まれ、効率や損失が伴うことを示すことが重要である。また、再生可能エネルギーや省エネルギーの必要性を考えることで、持続可能な社会に向けた視点を持つことも発表の大きな狙いとなる。 ?復習では、エネルギーの種類と特徴を整理し、発電の仕組みや効率を確認する。電力が社会の基盤としてどれほど重要かを再確認し、停電やエネルギー不足が生活に与える影響も考える。また、再生可能エネルギーの利点と課題、省エネルギーの必要性をまとめ、今後のエネルギー利用を科学的に捉える姿勢を身につけることが大切である。
A.①エネルギーとパワーは別物であり、ろうそくを例として考えた。また、カルノーサイクルについて、最新工業化学の教科書で確認し、図示した。グラフ上で栓で囲まれた面積は運動エネルギーを示していた。また、縦軸に温度、横軸にエントロピーをとった図でも表したところ、長方形のグラフが書けた。長方形の面積は熱量を表していた。懐中電灯などは使っていくうちにだんだんと電圧が減少していく。これをグラフで示したところ、縦軸に電圧、横軸に電荷量をとり、ゆっくりと減少していくようなグラフを書くことができた。 ②1kWhで走れる距離について、トヨタのプリウスを選び、考えた。走行距離は7.46km/kWhであり、燃料となる電気は13.6kWhであったことがわかった。また、ガソリン車、ハイブリッド車によってもスペックが異なることがわかった。km/kWhは電費といい、電気自動車など電気によって走行可能な車のスペックが表せることがわかった。 ③ロウは、油であり、ハチの巣などが原料である。ロウは液体であるため、持ち運びには不便であったことから、固形燃料が使われるようになった。光、熱、電力は強電であり、それに対して通信、情報は弱電である。弱電は情報のやり取りのみであり、明かりや熱が目的ではない。カルノーサイクルは、可逆等温変化と可逆断熱変化がある。
A.①エネルギーとパワーの違いは単位で、エネルギーがWhなことに対し、パワーはWである。ろうそく1本で1Wと考えることができる。また、カルノーサイクルについて、縦軸圧力、横軸比容積で表され、断熱と等温の変化を確認できる。また、そのグラフで囲まれた部分がPVとなる。また、縦軸温度、横軸エントロピーのグラフで囲まれた部分は熱エネルギーを示す。世の中の安定性はΔGが小さくなる方向に進む。ΔGはΔHーTΔSと表すことができる。 ②グループワークでは1キロワットで走れる距離について班名車、三好駿斗、錦貫滉大、佐藤裕周と共に日産のサクラSについて調査した。サクラSの電費は124Wh/kmより、8.06km/kWhでバッテリー容量20kWh、航続距離180kmより、9.0km/kWhであると考えた。 ③電気自動車とガソリン車の1キロワットで走れる距離について比較した。調べた結果、最新のもので電気自動車は9.0kmに対し、ガソリン車は2.9kmだった。この差はエネルギーの変換効率だと考えた。ガソリン車は燃料を運動エネルギーに変える時、電気自動車より熱エネルギーなど別のエネルギー変換が起きる割合が高いため差が出ていると考えた。
A.①状態方程式 PV = nRT は、左辺と右辺でエネルギーの等価性を美しく表現している。 左辺の PV（圧力×体積）は、気体が外部に対して行う、あるいは外部からされる力学的な仕事（エネルギー）を表す。圧力を単位面積あたりの力、体積を断面積×移動距離と分解すれば、その積が力×距離という仕事の定義に一致することが分かる。一方、右辺の nRT は、気体分子が持つ熱エネルギーの総量を表す。気体定数 R はエネルギーの変換係数であり、絶対温度 T に比例して分子の熱運動が激しくなる。この式は、マクロな力学仕事（PV）と、ミクロな熱運動（nRT）が常に釣り合うという、エネルギーのバランスシートなのである。 ② ベンツのE200を例に計算すると、ガソリン1Lのエネルギーは約9.6kWhに相当するため、燃費14.3km/Lから換算した電費は約1.5km/kWhとなる。一般的なEVの電費が6km/kWh以上であることを考えると、エネルギーの変換効率においてEVは圧倒的に優位である。 エンジニアの視点では、この「熱効率」の高さがEV最大の魅力だが、課題も多い。EVは製造段階での環境負荷がガソリン車より高く、電源構成が火力発電中心であれば真の脱炭素とは言えない。また、ガソリンに比べ電池はエネルギー密度が低く、大容量のバッテリー搭載による車重増加が別の効率低下を招く。結論として、効率面ではEVが理想だが、インフラや製造コストを含めたトータルバランスでは、現時点ではハイブリッド車等を含む多角的なアプローチが現実的な最適解である。 ③ 状態方程式 PV = nRT は、マクロな力学仕事（PV）とミクロな熱運動（nRT）が釣り合うエネルギーの等価性を示している。この熱力学的な視点をモビリティに応用すると、EVはガソリン車に比べ圧倒的なエネルギー変換効率を誇る。一方で、EVには製造時の高い環境負荷、火力発電依存の電源構成、バッテリーの低エネルギー密度に起因する車重増加といった課題も多い。したがって、効率面での理想的なEVだけでなく、インフラや製造コストを総合的に考慮したハイブリッド車など、多角的なアプローチが現実的な最適解となる。
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A.エネルギーとパワーは総量と単位時間あたりの仕事率という異なる概念であり、不滅の法灯に使われた植物油や蝋燭から原油へと発展した人類の歴史は利用技術の進歩を物語る。光や動力等の強電と通信等の弱電への分類や状態方程式と力学エネルギーの連動を理解すると共に、一次エネルギーから変換される電力が社会基盤を支える仕組みを整理した。変換過程で発生する熱損失や摩擦による制限を考慮しつつ、エネルギー相互の相互変換性と再生可能エネルギー推進の重要性を把握することが、環境負荷の低減と持続可能な社会形成において不可欠である。 演題「1kWhで走れる距離」に取り組み、電気自動車の電力を基準とした走行性能の定量的評価を検証した。私はこの試みにおいて、電気自動車が1kWhの電力消費に対して概ね6.0kmから7.0kmの距離を走行可能とする実測データを取りまとめ、数値データから消費効率を正確に読み解き体系的に整理・算出する「データ分析・試算（Formal analysis / Data curation）」の役割を果たした。電力消費量と移動距離の定量関係を視覚化し、移動手段におけるエネルギー利用効率の客観的指標を提示する分析プロセスの重要性を実感した。 授業後の復習として、パラフィン系蝋燭の燃焼熱量と出力ワット数の相関について個人で考察を深めた。質量6gの蝋燭が燃焼エンタルピー約40kJ/gで完全燃焼する場合、放出される全エネルギーは240kJに達する。これを2時間かけて燃焼させた場合の出力は約33.3Wと試算され、小型電球に匹敵するパワーを継続発生させることが確認できる。化学エネルギーが熱や光へと変換される定量数値を把握することは、日常生活に潜む多様なエネルギー源のポテンシャルを科学的に可視化し再評価する上で極めて有効であると確信した。
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A. 講義では、V-S図についての話があった。P-V図は、縦軸に圧力(P)、横軸に体積(V)をとった熱力学のグラフである。気体の状態や変化の過程を視覚的に示し、グラフの曲線と横軸が囲む面積が、気体が外部にした（またはされた）仕事を表す。 「１キロワットアワーで走れる距離について議論しよう。」という設問について、グループワークでは、日産リーフは1キロワットアワーの電気を使って走れる距離を計算した。日産リーフは季節や走り方によって変動があるが満充電で夏場は約280km、冬場は約250km走行することが可能である。日産リーフのバッテリーは40kWhと62kWhの2種類が主流である。新型では52 kWhや75kWhが使用されている場合もある。よって、40kWhのバッテリーが用いられていると仮定した場合、日産リーフは1 kWhの電気を使って走行できる距離は6kmから9kmだと考えられる。 授業外では、脱炭素社会の実現について考えた。脱炭素社会の実現をするにはガソリン車より電気自動車が使用されるべきだと考える。電気自動車は走行時に二酸化炭素を排出せず、再生可能エネルギーと組み合わせることでライフサイクル全体の排出削減が期待できる。一方、ガソリン車は既存インフラや技術の成熟度で優れるが、燃焼による二酸化炭素の排出は避けられない。電気自動車で脱炭素社会の実現をするには電気自動車を充電するためのインフラ整備が課題である。
A. 今回の講義では、エネルギー化学を学ぶ上で基礎となるエネルギーの種類と、それぞれを表す物理量や式について学んだ。化学エネルギー、熱エネルギー、力学エネルギー、電気エネルギー、光エネルギーなどは互いに変換できるが、エネルギーそのものは保存されることを理解した。また、ΔG＝ΔH－TΔSや、気体の状態方程式 pV=nRT、電気化学で用いる E=nFE、光エネルギーの E=hν など、エネルギー化学で頻繁に用いられる基本式について、各記号の意味や単位とともに学習した。さらに、実際にはエネルギー変換効率は100％にはならず、有効に利用できるエネルギーが減少し、廃熱が生じることも学んだ。 電気自動車の電費とエネルギー効率について、（無記名）班、阿部、後藤、今野、細田、Investigation（調査）、Formal analysis（分析） 私たちの班では、レクサスUX300eを題材として電費について調べた。レクサスUX300eは、電費が約6?7 km/kWhの電気自動車であり、100 km走行するのに約16.7 kWhの電力を消費する。一般的な電気自動車と比較すると標準的な効率であり、SUVとしては比較的良好な性能を有していることが分かった。また、ガソリン車と電気自動車を比較する際には、単純な環境性能だけではなく、エネルギー効率や利用条件、電力供給なども含めてエンジニアの視点から総合的に評価することが重要であると考えた。 今回の講義を通して、エネルギーには化学・熱・力学・電気・光などさまざまな形態があり、それぞれが数式によって表され、互いに変換できることを改めて理解した。特に、授業で扱った基本式は今後の電気化学や熱力学を学ぶうえで土台となる知識であるため、式を暗記するだけでなく、それぞれの物理的意味や単位も理解することが重要だと感じた。また、電費という指標を初めて詳しく学び、燃費と同様にエネルギー効率を評価する重要な尺度であることが分かった。今後は、エネルギー変換の効率や損失にも着目しながら、化学反応や電池、発電技術について理解を深めていきたい。
A.? エネルギーと消費電力の違いについて整理し、用途に応じたエネルギー分類を学んだ。光や熱、動力などの力学的エネルギーを強電と呼び、通信や情報処理に用いるエネルギーを弱電と分類することを理解した。また、熱機関の理論的基礎であるカルノーサイクルを通して、気体の温度や圧力の変動に伴い力学的エネルギーがどのように変化するかを確認した。これにより、熱エネルギーから機械的仕事への変換効率に関する基礎的理論を把握した。 ? 自動車が1kWhの電力で移動できる距離について討論を行い、ハイブリッド車であるプリウスを題材として検討した。計算の結果、該当車両は1kWhのエネルギーにより約5kmの走行が可能であり、ガソリン換算の燃費では約30km/Lに相当することが確認された。この検討を通じて、燃料の化学エネルギーや電力量と走行距離という運動量の関係性を具体的な数値として比較し、移動に要するエネルギー効率を定量的に理解した。 ? エネルギー現象を正確に把握および評価するためには、適切な単位の理解と体系的な使用が不可欠であることを再確認した。将来的に様々な工業製品の設計や評価を行う際、消費または出力されるエネルギー量を精密に計算する必要が生じる。その際、現象の物理的意味に適した単位を選択して計算を整理することで、設計全体の構造が明確になり、複雑な解析や設計評価の手続きを迅速かつ正確に進めることが可能になると分かった。
A.まず、「エネルギーと生活－動力と電力」についてである。私たちの生活は、さまざまなエネルギーによって支えられているが、その中でも動力と電力は特に重要な役割を果たしている。動力とは、物体を動かすためのエネルギーであり、自動車や電車、工場の機械などに利用されている。一方で電力は、電気として供給されるエネルギーであり、照明や家電製品、スマートフォンの充電など、日常生活のあらゆる場面で使われている。電力は動力にも変換でき、例えば電気自動車は電力を使ってモーターを回し、移動することができる。このように、動力と電力は互いに関係しながら、現代社会を支えている重要なエネルギーである。 次に、「1キロワットアワーで走れる距離」についてである。1kWhは電力量の単位であり、電気自動車ではこの電力量でどれくらい走れるかが性能の指標の一つとなる。一般的に電気自動車は、1kWhあたり約5～8km程度走行できるとされている。例えば、効率の良い車であれば、1kWhで約7kmほど走ることができる。この数値は車の性能や走行条件、気温などによって変化するが、電力をどれだけ効率よく動力に変換できるかが重要であることがわかる。また、このように具体的な距離としてイメージすることで、電気の使い方や省エネルギーの意識を高めることにもつながる。 最後に復習として、エネルギーは私たちの生活の基盤であり、特に動力と電力は密接に関わっていることを学んだ。さらに、1kWhという身近な単位を通して、エネルギーの使われ方を具体的に理解することができた。今後は、電気をただ消費するのではなく、そのエネルギーがどのように生み出され、どのように使われているのかを意識しながら生活していきたいと考える。また、省エネルギーや効率的な利用についても意識し、環境に配慮した行動を心がけていきたい。
A.(1)PV線図は太いほど多くのエネルギーを生み出し、TS線図では温度上昇で分子の運動が活発化することでエントロピー増大を招く。PV線図ではボイルの法則が適用される。 (2)ロウソク一本当たりの熱量は約420kJで約100kcalに相当する。熱エネルギー＋(圧力×体積)によって熱量を求めた。 (3)エネルギーとパワーは別物として見なければならない。エネルギーは仕事をする全体の量で、パワーは一秒あたりにできる仕事の量を指すため、量の面で違いがある。
A.①講義では、エネルギーと生活が密接に関っていることについて学んだ。また、ろうそく一本の燃焼エンタルピーを求めてろうそくが持つエネルギーについて考えたり、電気自動車が1キロワットアワーで走れる量のついても考えた。 ②発表では、好きな電気自動車が1キロワットアワーで走れる量について調べたところ、燃料効率は良いが走れる距離は短く、長距離を走るとなると効率が悪いということが分かり、短距離は電気、長距離はガソリンを燃料のした方が効率が良いことが分かった。 ③復習として、普段の生活でエネルギーが関わっている現代の生活において、身近なものを動かすのに必要な量のエネルギーを知っておいた方が良いということを学んだ。
A. 第2回の授業では、生活の中で使われるエネルギーの種類と特徴を学んだ。ろうそく1本が約1Whに相当することから、身近なエネルギー量を具体的にイメージできた。光・熱・動力などの「強電」は大きなエネルギーを扱う一方、通信や情報処理の「弱電」はできるだけ節約する必要がある。エネルギーは形を変えて利用されており、限られた資源をどの用途に優先して使うかを考える視点が重要であると理解した。 班では日産リーフが1kWhでどれだけ走れるかを調べた。市街地を暖房使用で走行した場合、実燃費は約6.3?km/kWhであり、1kWhで約6.3km走れることが分かった。リーフは世界初の量産型EVとして知られ、環境負荷が小さい点から注目されている。ガソリン価格の高騰も踏まえると、電気自動車の需要は今後さらに高まると考えられる。エネルギーの使い方を具体的な数値で捉えることができた。 復習では、強電と弱電の違いをより深く理解するため、家庭内のエネルギー消費を調べた。特に暖房・給湯・モーターなどの強電は消費量が大きく、通信機器や照明などの弱電は比較的少ないことが分かった。電気自動車の走行距離と比較することで、1kWhがどれほどの仕事量を持つかを実感できた。限られたエネルギーをどこに配分するかは生活の質に直結し、エネルギー化学がその判断の基盤になると理解した。
A.２－１）再話 第2回の授業では、エネルギーの種類と私たちの生活との関わりについて学んだ。エネルギーには化学エネルギーや熱エネルギー、光エネルギーなどがあり、それぞれ異なる形で利用されている。例えば、リチウムイオン電池は化学エネルギーを電気エネルギーに変換し、電気自動車やスマートフォンの電源として利用されている。また、エアコンや床暖房には熱エネルギー、電車や自動車の走行には力学的エネルギーが使われている。さらに、電気エネルギーは家庭内の家電製品や情報通信機器を動かし、太陽光発電では光エネルギーを電気エネルギーへ変換していることを学んだ。加えて、エンジニアの視点から電気自動車とガソリン車を比較し、電気自動車は高いエネルギー効率と走行時のCO?排出削減という利点がある一方で、製造時の環境負荷や充電インフラの整備などの課題もあることを理解した。 ２－２）発表 グループワークでは、自動車の燃費をエネルギーの単位で比較し、1kWhあたりに走行できる距離について調査した。調査したBMWの電気自動車iXの電費は約5.9km/kWhであり、1kWhの電力で約5.9km走行できることが分かった。また、参考としてホンダCR-Zの燃費を電力量に換算すると約7.2km/kWhとなり、高いエネルギー効率を持つことが分かった。しかし、自動車の評価は燃費や電費だけで決まるものではなく、製造時の環境負荷や利用するエネルギー源、インフラ整備の状況も含めて考える必要があることを理解した。 ２－３）復習 エネルギーとパワーは異なる概念であり、エネルギーの利用効率を考える際には適切な単位で比較することが重要であると理解した。また、ろうそくの燃焼エンタルピーを利用して発熱量や出力を計算することで、エネルギーとパワーの関係について具体的に学ぶことができた。さらに、電気自動車は利用する電力の発電方法によって環境負荷が変わるため、自動車の環境性能を判断する際にはライフサイクル全体の視点が重要であると考えた。今後、再生可能エネルギーの普及や電力の低炭素化、バッテリー技術の向上が進むことで、電気自動車の環境性能と利便性はさらに向上すると期待される。
A.
A.(1)エネルギー変換と生活技術について、ろうそくはうるしや木から採れるロウの燃焼により光と熱を発生させる最も身近な熱機関の一種である。現代では石油が原料として利用される。屋内配線は、電力を家庭へ安全かつ効率的に供給するため、抵抗による熱損失や漏電・過電流に配慮された電気回路技術で、通信・情報といった使用方法のときは弱電、光・照明といった使用方法では強電というように電力量の調整がなされている。また、熱エネルギーを動力へ変換する際の効率を示す理論上効率が最も良いサイクルがカルノーサイクルであり、横軸が体積、縦軸が圧力をとりグラフの枠内は運動エネルギーの大きさを表す。 (2)ワークショップ課題として、「1キロワットアワーで走れる距離」というテーマで調査を行った。グループ名は日産、共著者は明石真衣、荒川琴音、佐々木悠杜、佐野愛莉で、私はグラフィカルアブストラクトを作成した。自動車には日産のリーフを選び、市街地で、暖房をつけている条件での計算を行った。実燃費は約6.3km/kWhで電費は5?8km/L(40kw)、よって、1キロワットアワーで走れる距離は約6.3㎞であると判明した。 (3)授業の復習として、ろうそくの燃焼による化学エネルギーから熱・光への変換過程、反応熱について調査を行った。原料に石油使用時、ろうそくの芯の熱で固体のパラフィンが融解・気化し、空気中の酸素と反応して水と二酸化炭素に変化、この化学反応で生じる反応熱が巨大な熱エネルギーとなり、さらに発生したすすが熱放射を起こして熱の一部が光エネルギーへと変換されるそうだ。このエネルギー変換が繰り返し行われることで、ろうそくは一定の時間炎が灯ったままの状態を維持していると考察できた。
A.①講義の再話 エネルギーとパワーは明確に区別すべき物理量である。電子レンジなどの仕事率を示すワット（W）というパワーに対し、それに時間を掛け合わせたワットアワー（Wh）が具体的なエネルギー量を示す。人類は古くから油などを燃料として火を得てきたが、現代社会では電気設備を介して光や熱、動力、情報通信など多様な形態へと変換して利用している。また、熱機関において効率よく動力を得るには明確な温度差が必要であり、発電所が海水で冷却を行うのも熱力学的な原則に基づいているのだ。 ②発表の要旨 演題「1キロワットアワーで走れる距離」、グループ名「日産」、共著者は金澤玲奈、石曽根萌音、菅原優奈、田中心優、神山結菜である。私はCRediTにおけるConceptualization（概念化・アイディア）の役割を担当した。本発表では電気自動車日産リーフを題材に、1kWhで走行できる距離（約6～8km）を検討した。ガソリン車のエンジン効率（20～30％）に対して電気自動車のモーター効率（80～90％）が非常に高く熱損失が少ない点や、走行コストの面でも優れていることを定量的にまとめた。 ③復習の内容 講義で扱った熱機関の効率と化学・電気エネルギーの変換について復習を行った。ガソリン車が熱エネルギーを経由する過程で多くの熱損失を生じるのに対し、電池の化学変化はギブズ自由エネルギーの式 -Δ G = nFE に示される通り、理論上高い効率で直接電気・運動エネルギーに変換できる。ファラデー定数9.65×10^4C/molに基づくミクロな電荷移動の理論と、EVの走行距離というマクロなエネルギー利用効率の差を整理し、理解を深めた。
A.住宅の据え置き型蓄電池やスマホ、PCのUPSにはリチウムイオン電池（LIB）が使われている。自動車の駆動・始始動用にはLIBや鉛電池が、リモコン、電動歯ブラシ、時計には乾電池が利用されており、場面や役割に応じて色々な種類の電池等が利用されている。 トヨタのプリウス（PHEV）は、1kWhの電力で約7.5km～10.5km走行できる。現行の新型モデルはカタログ値（WLTCモード）で約7.46kmとなっている。しかし、旧型モデルや走り方の条件が良い場合は10km以上走ることもある。実際の走行距離は環境によって変化し、特に冬場の暖房使用や高速道路での高速度走行、坂道の多い道路ではバッテリーの消耗が早くなり、走れる距離が短くなることから、エネルギーの使用量はあらゆる環境や状況において変化することがわかる。
A.① 講義の再話 今回の講義では、「エネルギーと生活―動力と電力―」をテーマに、エネルギーの種類や性質、私たちの生活との関わりについて学んだ。エネルギーには化学エネルギー、熱エネルギー、力学エネルギー、電気エネルギー、光エネルギー、原子力などがあり、互いに変換できるが、エネルギー保存則により総量は変化しない。しかし、変換効率は100％ではなく、有効に利用できるエネルギー（エクセルギー）は減少し、利用しにくい熱エネルギー（アネルギー）が増えることを学んだ。また、日本の家庭では電気だけでなく都市ガスやLPガス、灯油なども利用されており、生活には多くのエネルギーが必要であることを理解した。さらに、山形大学米沢キャンパスでは約1500kWもの電力を使用しており、太陽光発電だけでは十分に賄えないため、スマートグリッドや蓄電池を利用して電力を効率よく管理する必要があることも学んだ。住宅ではZEHやLCCM住宅、V2Hなどの技術によって省エネルギーと脱炭素化を進める取り組みが紹介され、エネルギー問題は生活や環境と密接に関係していることを理解した。 ② 発表の要旨 発表では、これからの社会で求められるエネルギー利用について考察した。再生可能エネルギーは環境負荷を低減できるが、天候によって発電量が変化するため、太陽光発電だけでは安定した電力供給は難しい。そのため、蓄電池やスマートグリッドを組み合わせて電力を効率よく制御することが重要であると発表した。また、住宅では高断熱化やHEMS、太陽光発電設備を導入し、さらに電気自動車のバッテリーを住宅用蓄電池として活用するV2Hを利用することで、エネルギーを有効活用できると考えた。今後は発電量を増やすだけでなく、エネルギーを無駄なく使う技術や仕組みを普及させることが、持続可能な社会の実現につながるという結論を述べた。 ③ 復習の内容 復習を通して、エネルギーは私たちの生活や産業を支える重要な資源であり、その利用方法を工夫することが環境保全につながることを改めて理解した。エネルギーは保存される一方で、利用するたびに熱として失われるため、高効率な機器の開発や省エネルギー技術の導入が不可欠である。また、再生可能エネルギーは脱炭素社会の実現に重要な役割を果たすが、発電量が不安定であるという課題もあるため、蓄電池やスマートグリッドなどと組み合わせて利用する必要があると感じた。さらに、ZEHやLCCM住宅、V2Hなどの技術は、住宅全体でエネルギーを効率よく循環させ、二酸化炭素排出量を削減する有効な方法であることを学んだ。将来、技術者としてエネルギーを扱う際には、効率や経済性だけでなく、環境への影響や持続可能性も考慮し、人と地球に優しいエネルギー利用を実現できるよう努めたいと感じた。
A.①熱エネルギー、力学エネルギー、電気エネルギーは相互に変換され、生活で利用されている。カルノーサイクルは、高温側と低温側の温度差を利用して熱を仕事へ変換する理想的な熱機関であり、熱効率の上限を示す。実際の機械では摩擦や熱損失などにより変換効率は100％にならず、一部のエネルギーは廃熱として失われる。そのため、断熱や放熱設計による効率向上が重要である。 ② ダイハツ・タントの燃費は21km/Lであり、ガソリン1Lの発熱量は約35MJである。変換効率を30％とすると、運動エネルギーとして利用できるのは約3kWhとなり、電費換算では約7km/kWhとなる。ガソリン車は熱損失が大きい一方、EVは電気エネルギーから運動エネルギーへの変換効率が高い。ガソリンはエネルギー密度が高く、EVは効率面で有利である。 ③ ろうそくの主成分であるパラフィンの燃焼熱は約42kJ/gである。6gのろうそくが完全燃焼するときの燃焼エンタルピーは、6g×42kJ/g＝252kJとなる。これを2時間で燃焼すると、単位時間あたりのエネルギーは252000J÷7200s＝35Wとなる。したがって、6gのろうそく1本は約252kJのエネルギーを放出し、平均出力は約35Wである。
A.(1)第二回の講義では、エネルギーと生活をテーマに、エネルギーの種類やエネルギー変換、私たちの生活とエネルギーの関わりについて学んだ。エネルギーには熱・力学・電気・光・化学などさまざまな種類があり、それぞれ相互に変換できるが、変換効率は100％にはならず、一部は廃熱として失われることを学んだ。また、家庭や大学では多くの電力が消費されており、太陽光発電だけでは十分な電力を賄えないため、蓄電池やスマートグリッドを活用したエネルギー管理が重要であることを理解した。 (2)演習では、1 kWhでできることについて調査した。ガソリン車のN-BOXの燃費を17 km/Lとすると、ガソリン1 Lに含まれるエネルギーは約9 kWhであるため、1 kWhあたり約1.9 km走行できる計算となる。一方、電気自動車のテスラ モデルYは、1 kWhあたり約6.5?8 km走行できることから、電気自動車はガソリン車よりもエネルギーを効率よく利用していることが分かった。また、N-BOXの燃料タンク容量を約30 Lとすると、ガソリンに含まれるエネルギーは約270 kWhとなり、満タンで約510 km走行できる計算となった。この演習を通して、同じエネルギー量でも利用方法によって効率が大きく異なることを理解した。 (3)今回の講義を通して、エネルギーは私たちの生活を支える重要な資源であり、その利用効率を高めることが環境問題の解決にもつながると感じた。特に、太陽光発電や蓄電池、電気自動車を組み合わせた低炭素社会の実現には、エネルギーを効率よく利用する技術が欠かせないことを学んだ。今後はエネルギーの仕組みを正しく理解し、環境負荷を抑えながら持続可能な社会に貢献できる技術者を目指したい。
A.（１）エネルギーとパワーは混同しやすいが別の概念であり、エネルギーがWで表せるのに対してパワーはW/hで表せる。また、実体のないエネルギーを可視化するため、実際にロウソクを燃やして見せていただいた。ロウソク1本が燃えつきるのに必要なエネルギーがおおよそ１Ｗである。このことから１Ｗを視覚的に体感することができた。 エネルギーには強さがある。例えば熱や動力、光などを生み出す電気設備はある程度のエネルギーの強さが求められる。これらを強電という。それとは対照的に、情報や通信などといった分野においては、その情報が届くだけの最低限のエネルギーがあればよい。これらを弱電と呼ぶ。 エネルギーを表す方法として、カルノーサイクルというものがある。これは、横軸が体積V,縦軸が圧力Pであり、等温膨張・断熱膨張・等温圧縮・断熱圧縮を経てい一周する熱のサイクルを表したグラフである。このサイクルで囲まれた面積は圧力と体積の積であるため、仕事を表す。また、同じ反応をTS線図で表すこともできる。これは、横軸がエントロピー、縦軸が温度を表し、サイクル一週分の長方形の面積は気体定数と温度の積RTを示す。 （２）チーム日産（佐野さん、川村さん、明石さん、佐々木さん）でワークショップを行い、私は主に調査を行った。テーマは電気自動車が１ｋWhで走れる距離を計算するというもので、私たちは日産のリーフを選択した。市街地で暖房をつけながら走行するものと仮定した場合、完燃費は6.3km/kWh、電費は5~8km/Lであると分かった。これらから１ｋWhでは約6.3km走ることができると計算することができた。 （３）前回の授業と引き続き、目に見えないエネルギーを実感することの大切さを知ることができた。また、異なるグラフや式同士を関連付けることでより理解が深まることが分かった。
A.
A.石油化学工業に関する電力について学びました。エネルギーはワットの電力量で表すことができ、ろうそくが一本燃えるのが約1Wのエネルギになるということが分かりました。つまり、現代の工業ではキロワット単位の消費は当たり前となっており、昔の人が必死になって使っていたろうそくのエネルギー量の数千倍のエネルギーを消費していることがわかりました。菜種油やろうからとることのできるエネルギー量の数千倍が当たり前な現代の工業において、どのようにしてエネルギーを生み出しているのかを考えた。エネルギーには強電と弱電があり、エネルギーの使用量が大きいものと小さいものでわかれていることがわかりました。カルノーサイクルによりエネルギーを取り出すことがエネルギー化学の一歩目であることがわかりました。。 ワークショップでは、自動車において電力消費量である電費を燃料消費量の燃費から求めて発表しました。自動車のフィットにおいて、公式での燃費は20.4km/Lとなっているため、変換効率を30％と仮定すると、電費換算で6.12km/kWhとなりました。 復習では、ガソリン車と電気自動車ではどちらのほうがエネルギーを消費しないかについて考えました。エネルギーの消費量では、電力の方が発電に対するエネルギーコストが小さいが、そもそもの採掘コストや流通コストを考えるとガソリン車の方が、安価なガソリンの爆発力で電気自動車よりトータルではエネルギー使用量が少ないのではないかと考えました。
A.(1) 第二回目の授業では、エネルギーとパワーについて議論した。エネルギーの単位はWh、パワーの単位はWであり、Whは電力量、イメージとしてはバケツに溜まった水を表し、Wは消費電力、イメージとしては水道の水の勢いを表す。日常で使っている製品の電力量についてグループワークで話し合った。 (2) 私たちのグループでは、「レクサス UX300e」モデルが1kWhで走れる距離について調べた。まず、レクサス UX300eモデルの航続距離は512kmで、バッテリーは72.8kWhである。そのため、512km÷72.8kWhを計算することで、7.03km/kWhと求まり、レクサスUX300eモデルは1kWhで7.03km走ることができるとわかった。 (3) 第2回目の授業で、WhとWの違いについて理解した。Whは電力量を表し、Wは電力を表す。言葉としては似ているが、意味がことなり、Whは主にバッテリーの容量を表す単位として使われ、Wは電化製品を使用している際に使う電力のことを表す単位であるということがわかった。
A.エネルギーは目に見えないが、運動や熱、電気などさまざまな形で存在している。運動によるエネルギーは力学的エネルギーとして表され、エネルギー量はWh、動力や電力などのパワーはWで表される。ろうそくの燃焼では、油やロウの化学エネルギーが光や熱に変換される。電気には、光や熱、動力などに利用される強電と、通信や情報を扱う弱電がある。また、熱機関の効率を考えるにはカルノーサイクルやT-S線図が重要であり、T-S線図を用いることで熱の出入りを分かりやすく表すことができる。熱量はΔQ=TΔSで表され、外部から受け取った熱量を考えることができる。さらに、電気化学では1mol当たりの電気量を表すファラデー定数（F）や、物質が持つエネルギーを考えるエンタルピーの理解が必要である。 グループワークでは、1kWhで走れる距離についてトヨタのプリウスを調べた。電気自動車は7.46km/kWh、ガソリン車は2.39km/kWh、ハイブリッド車は7.46km/kWhであり、ガソリン車よりも電気自動車やハイブリッド車の方がエネルギー効率が高いことが分かった。また、CO?排出量を考えると、脱炭素社会に向けて電気自動車の利用が有効であると考えた。 ろうそく一本の燃焼エンタルピーを計算した。6gのろうそくが燃焼するときのエンタルピー変化は－270kJとなり、2時間ですべて燃焼すると約37.5Wのエネルギーを出すことが分かった。エネルギーは形を変えながら利用されており、その量を数値化することが重要だと理解した。
A.① 講義の再話 エネルギーは光や熱、動力、電力などさまざまな形で利用され、私たちの生活を支えている。動力と電力の関係や、エネルギーを効率よく利用するための考え方について学んだ。 ② 発表の要旨 電力は「電圧×電流」で表され、動力は圧力や流量などから求められることが紹介された。また、カルノーサイクルは熱エネルギーを仕事へ変換する理論上最も効率の高いサイクルであり、エネルギー変換の基本として重要であることを学んだ。さらに、1 kWhで得られるエネルギー量についても説明された。 ③ 復習の内容 エネルギーには光・熱・電力・動力などさまざまな形があり、それぞれ相互に変換できることを復習した。また、電力や動力の計算方法、カルノーサイクルの基本的な考え方を理解し、エネルギーを効率よく利用することの重要性を確認した。
A.
A.
A. ろうそく1gあたりの燃焼エンタルピーは約44kJ/gであり、今回使用したろうそくの質量は6gであるため、燃焼によって放出される熱量は約260kJとなる。燃焼は熱を放出する発熱反応であることから、燃焼エンタルピーは負の値となり、約－260kJと求められる。さらに、この値をジュールに換算すると約2.60×10?Jとなる。ろうそくは約2時間（7200秒）燃焼すると仮定すると、単位時間あたりに放出されるエネルギーは2.60×10?J÷7200sとなり、約36.7Wであることが分かった。この結果から、ろうそく1本でも約37Wの電力に相当するエネルギーを放出しており、身近なものでも意外に大きなエネルギーを持っていることを理解することができた。 N-BOXを取り上げ、ガソリン車がどの程度のエネルギーを利用して走行しているのかについて調べた。N-BOXの燃費はガソリン1Lあたり約17kmであり、1Lのガソリンに含まれるエネルギーのうち、約3kWhが実際の運動エネルギーとして利用される。このことから、電気自動車と比較するための電費に換算すると、約6km/kWhとなる。この結果から、ガソリンには大きなエネルギーが含まれている一方で、エンジンでは多くのエネルギーが熱として失われていることが分かった。エネルギーを効率よく利用するためには、変換時の損失を減らす技術が重要であると感じた。 今回の講義では、1kWhやろうそくの燃焼エネルギーを具体的な例で考えることで、エネルギーの大きさをより身近に理解することができた。これまでは数値だけを見ても実感が湧かなかったが、自動車の電費やろうそくの発熱量に換算することで、エネルギーを具体的にイメージできるようになった。また、身近な製品や現象にも多くのエネルギーが関わっていることを知り、エネルギーを効率よく利用することや省エネルギーの重要性について改めて考えるきっかけとなった。
A.①現代の快適な暮らしは、エネルギーの変換技術によって支えられている。かつては石炭を燃やして蒸気機関を動かす「動力」が主役であったが、現代では扱いやすく制御性に優れた「電力」へと形を変えて社会を巡っている。ここで重要なのは、エネルギーの総量は不変であるという「エネルギー保存の法則」と、変換のたびに一部が熱として逃げてしまう現実である。給湯や冷暖房、EV（電気自動車）の充放電にいたるまで、社会の至る所でこの変換が行われている。いかにロスを減らし効率的に電力を運用するか。この仕組みを知ることが持続可能な社会づくりの第一歩となる。 ②1キロワットアワーで走れるキョリを生産と移動の両面から議論した。役割は調査を行った。グループ名は自動車で共同著者は長谷部心紀、後藤瑳良、橋本和樹、出谷一樹である。アルミ缶製造には多大な電力を要するがリサイクルなら3%で済む。一方、ガソリン車の燃費を電費換算すると1kWhで6.12km走行できる。議論では、生活を豊かにする「移動の利便性」を重視する意見と、資源を「循環させる環境視点」という異なる価値観が出された。これに対しグループとしては、1kWhという限られたエネルギーの価値を単に消費するだけでなく、いかに効率よく利用すべきかという視点を持った。利便性を維持しながらも、リサイクルや効率化を徹底することが持続可能な社会に不可欠であると結論付けた。 ③ろうそく一本の燃焼エンタルピーを求めた。ろうそくの主成分であるパラフィンの単位重量あたりの燃焼熱は、一般的におよそ42kJ/ｇとされている。エンタルピー変化は系から熱が放出されるため負の値で表記する。 6×（ー42）＝ー252 よって、ろうそくが燃焼したときに放出される全エネルギーは、252kJである。 燃焼時間は、2時間×６０分×６０秒＝7200秒でワット数は、252000÷7200＝35J/S＝35Wである。
A.エネルギーは工業や生活を支える重要な資源であり、異なる形のエネルギーへ変換できるが、変換の際には必ず損失が生じるため効率は100％にならず、一部は廃熱として失われる。また、現代社会では大量の電力が必要とされており、再生可能エネルギーだけでは需要を十分に満たせない場合があるため、スマートグリッドや蓄電池を活用した効率的な電力管理が求められている。さらに、住宅や家電、自動車、工場、輸送システムなど私たちの生活や産業はエネルギーなしでは成り立たず、蒸気機関車から自動車まで交通手段の発展もエネルギー利用とともに進んできた。そのため、今後は再生可能エネルギーの活用や新たな発電技術の開発を進めながら、限られたエネルギー資源を有効に利用していくことが重要である。
A.①私たちの生活は多様なエネルギーによって成り立っていることを改めて理解した。光・熱・電気・化学・運動・位置といったエネルギーは互いに変換されながら利用され、身近な仕組みの中で常に循環していることを理解した。また、家庭の年間エネルギー消費量や電気の占める割合を知ることで、日常の中でどれほど多くのエネルギーを使っているかを実感した。さらに、家電の省エネ性能向上や断熱材の活用など、技術の進歩がエネルギー効率を高めている点も印象的だった。特にZEH住宅は、太陽光発電と高断熱によって年間消費エネルギーを実質ゼロに近づける仕組みであり、再生可能エネルギーの重要性を強く感じた。講義を通して、持続可能な社会の実現には、個人の意識と技術の両面からエネルギー利用を見直すことが不可欠だと理解した。 ②演題：1kWhで走れる距離 グループ名：金谷班 共著者名：宮本優太、金谷康生、?橋紘太朗、我妻凱陽、早坂夏希 自分が発表の創作に果たした役割はデータ整理である。走る距離について整理し、発表がしやすいようにまとめ、ワークショップ課題に取り組んだ。グループではテスラモデルYの電費とトヨタヤリスハイブリッド燃費について調査し議論した。テスラモデルYの電費は130Wh/kmであり、ヤリスの燃費は28km/Lであった。これを電費に換算すると、318Wh/kmであり、エネルギー換算ではテスラの方が2.5倍効率が良いことがわかった。 ③エネルギーの種類や変換の仕組みを学んだことで、普段の生活が多様なエネルギーの循環によって支えられていることを実感した。特に家庭の消費量や電気の割合を知ることで、自分が思っていた以上に多くのエネルギーを使っている現実に気づかされた。持続可能な社会の実現には、個人の意識と技術革新の両方が不可欠であり、自分自身もエネルギー利用を見直す姿勢が求められると考える。
A.第2回では、熱・力学・電気・光などのさまざまなエネルギー形態とその相互変換について学んだ。エネルギーは保存される一方で、変換の過程では利用可能なエネルギーが減少し、廃熱が増加することを理解した。また、家庭や社会が大量のエネルギーによって支えられていることや、スマートグリッドや蓄電池が再生可能エネルギー利用に欠かせないことを学んだ。 発表では、世帯あたりのエネルギー消費量と米沢地域の生活を結び付けて考察した。電気やガス、灯油などのエネルギー消費量を比較し、生活の快適さが多くのエネルギーによって維持されていることを示した。また、電気自動車や家庭用蓄電池が脱炭素社会の実現に重要な役割を果たすことについて説明した。 復習では、エネルギー変換の式やエネルギー保存則を確認した。さらに、住宅用蓄電池や電気自動車の電池容量を調べ、家庭で利用するエネルギー量との比較を行った。エネルギー問題は技術だけでなく生活や経済とも密接につながっており、社会全体で考える必要があることを再認識した。
A. 講義の再話について、今回は、エネルギーと電気について取り扱う。まず、電気については、光、熱、動力が強電とよばれるものであり、通信や情報が弱電と呼ばれるものである。それぞれに、技術が存在している。また、エネルギーに関しては、カルノーサイクルと呼ばれるものがあり、このサイクルの内部に関しては、運動エネルギーであると考えることが出来る。このグラフを利用することで、熱機関などのエネルギーを可視化する事が可能になるだろうと考えることが出来る。 今回の班での発表の要旨について、題目は、1キロワットアワーで走れる距離、班名は車、共同著者は、三好駿斗、齋藤考裕、綿貫滉大であり、自分の役割は調査であった。具体的な調査内容については、ガソリン車と電気自動車の燃費の違いについてであり、変換効率を計算する事によって求めることが出来るだろうと考えた。この結果としては、あまり変わらない事が分かり、近年の流行である電気自動車は、充電器などの費用を踏まえた時に、果たしてエコと言えるのかについては疑問符が残る形となった。 復習の内容については、ろうそくの燃焼エンタルピーについて考えた。具体的には、素材はパラフィンでできており、エネルギーの追加によって燃焼反応が生じることがわかる。燃焼は、発電や、料理に至るまで、多種多様な場面で使われるものであり、基礎的な燃焼について理解する事は、エネルギー化学を理解する上での第一歩になると考えた。
A.①講義の再話 今回の講義では、ろうそくを実際に燃焼させる実験を通して、燃焼エンタルピーについて学んだ。ろうそくの燃焼によって発生した熱を利用して水を加熱し、その温度変化から燃焼によって放出されたエネルギーを求めた。これにより、化学反応によって生じるエネルギーを実際の測定値から定量的に評価できることを理解した。また、燃焼エンタルピーは燃料の性能やエネルギー利用を考える上で重要な指標であり、日常生活で使用されるさまざまな燃料の評価にも活用されていることを学んだ。 ②発表の要旨 トヨタのプリウスの燃費について調べた。プリウスのプラグインハイブリッド（PHEV/電気自動車のようにモーター走行できるタイプ）のWLTCモード燃費は26.0km/L～30.1km/Lで、満充電状態からのEV走行距離（電気のみの距離）は最大87kmだった。 ③復習の内容 講義と課題を通して、エネルギーは単に量だけでなく、どれだけ効率よく利用できるかが重要であることを学んだ。ろうそくの燃焼実験では、化学エネルギーが熱エネルギーへ変換される様子を実際に測定し、エネルギー変換の仕組みを身近に体験することができた。また、自動車の比較からは、同じエネルギー量であっても利用方法によって走行性能が大きく異なることを理解した。今後は、エネルギー効率だけでなく、製造やインフラ整備を含めた社会全体の視点からエネルギー利用について考え、持続可能な社会の実現に貢献できる技術への理解を深めていきたい。
A.① 講義の再話 エネルギー（Wh）とパワー（W）は根本的に異なる概念である。エネルギーは仕事をするための総量や保有能力を指し、パワーは単位時間あたりに仕事をする速さ、すなわち瞬発力を表す。人類の生活におけるエネルギー源は、比叡山延暦寺の「不滅の法灯」にも使われた植物油から、扱いやすい固形の蝋燭、そして原油へと発展してきた。用途の面では、光・熱・動力のように莫大なエネルギーを要する「強電」と、通信や情報のように少ないエネルギーで済む「弱電」に大別される。動力は状態方程式（PV=nRT）で示される力学エネルギーに関係しており、電気化学的には1モルあたりの電気量がその基盤となる。 ② 発表の要旨 「1キロワットアワー（kWh）あたりで走れる距離」をテーマに、自動車のエネルギー効率について比較・議論した。ハイブリッド車の代表例であるトヨタ・プリウスは、1kWhあたり「7.46 km」走行できる。一方で、ガリソン車であるトヨタ・ヤリス（1.5L）はカタログ燃費が21.3 km/Lであり、これを電気エネルギーに換算すると1kWhあたり「約2.39 km」の走行にとどまる。この比較から、ハイブリッド車はガソリン車に対して約3倍、電気的視点において優れたエネルギー変換効率と走行性能を持っていることが実証された。 ③ 復習の内容 本講義と発表を通じて、エネルギー（総量）とパワー（瞬発力）の違いを明確に理解し、それらが歴史的にどう生活を支えてきたかを学んだ。特に移動手段（動力）において、1kWhという共通の単位を用いることで、ガソリン車とハイブリッド車の効率の差を客観的に評価できた。強電としての動力の仕組みを、熱力学や電気化学の視点から捉え直す重要性を認識する機会となった。
A. 本講義では、ロウソク1本の燃焼エンタルピーの計算を行った。本講義の最初にロウソクに火を灯し、燃え尽きたところで計算を行った。燃焼エンタルピーとは、物質が酸素と反応して完全に燃焼するときに放出、または吸収されるエンタルピーの変化のことである。通常は生成物と反応物の標準エンタルピーの差で表し、負の値なら発熱反応を示しているということである。 発表のためのグループワークでは、１キロワットアワーで走れる距離についてインターネットで調査を行った。私たちのグループでは、プリウスについて調査した。プリウスは、１キロワットアワー当たり、5km走ることができることがわかった。 復習では、前回の講義内容の再話を行った。 前回の講義では、STEAM教育について触れた。STEAM教育とは Science（科学）Technology（技術）、Engineering（工学）、Art（芸術)、Mathematics（数学）のそれぞれの単語の頭文字をとったもので、それを統合して学ぶ教育のことであるということを復習し、その重要性について再認識することができた。
A.【講義の再話】 第2回の講義では、私たちの生活とエネルギーの関わりについて学んだ。まず、エネルギーには化学エネルギー、熱エネルギー、力学エネルギー、電気エネルギー、光エネルギーなど様々な種類があり、それぞれ異なる物理量や法則で表されることを学んだ。特に電気エネルギーは、家庭や産業で最も身近に利用されるエネルギーであり、電圧や電気量との関係を理解することが重要であると感じた。 また、日本の一般家庭における年間・月間のエネルギー消費量についても学習した。家庭では電気だけでなく、都市ガスやLPガス、灯油なども利用されており、生活を支えるためには多様なエネルギー源が必要であることを理解した。さらに、住宅では給湯設備やエアコン、HEMS、蓄電池、太陽光発電設備などを組み合わせることで、エネルギーを効率よく利用する低炭素住宅やZEH（ネット・ゼロ・エネルギー・ハウス）が普及していることを学んだ。 加えて、スマートフォンやパソコン、自動車など身近な製品には用途に応じてリチウムイオン電池、ニッケル水素電池、鉛蓄電池など異なる種類の電池が使われており、それぞれの特徴を理解することの重要性も学んだ。 【発表の要旨】 今回の授業では、講義を中心にエネルギーの基礎知識や家庭におけるエネルギー利用、電池の種類と用途について学習した。また、平常演習として「ろうそく1本の燃焼エンタルピー」と「1kWhで走れる距離」について調べた。1kWh当たりの走行距離は電気自動車でおよそ6?7km程度であり、電気エネルギーを効率よく走行エネルギーへ変換できることを確認した。この演習を通して、エネルギー量を具体的な生活の場面に置き換えて考えることができた。 【復習の内容】 復習では、エネルギーにはさまざまな形態があり、用途に応じて相互に変換されながら利用されていることを改めて整理した。また、家庭で消費されるエネルギー量や住宅設備の役割を確認し、省エネルギー化には高効率機器だけでなく、蓄電池や太陽光発電を組み合わせたエネルギーマネジメントが重要であることを理解した。さらに、電力量（kWh）と電力（W）は異なる概念であることを再確認し、電池容量や消費電力量を正しく理解することの重要性を学んだ。平常演習では、1kWhという身近なエネルギー量が電気自動車では約6?7kmの走行に相当することを知り、エネルギーを数値だけでなく実生活と結び付けて考える視点を身に付けることができた。
A.①エネルギーと生活との関わりについての講義であった。電気エネルギーは、光や熱、力学的エネルギーへ変換して利用される強電と、通信や情報伝達に利用される弱電に大きく分類される。また、熱エネルギーは温度差を利用して仕事を取り出すことができ、その代表例としてカルノーサイクルが紹介された。エネルギーはさまざまな形に変換されながら、私たちの生活や産業を支えている。 ②「1キロワットアワーで走れる距離」というテーマについて、グループ名を「eKクロスEV」として四垂蒼羅、菊地真結、斎藤優花、小林もも、霧島可歩、山口柚佑理で考えた。電気自動車が1kWhの電力で走行できる距離について調査し、三菱eKクロスEVでは、温暖期は約10?11km、冬場は約8km、雪道では約5.5km走行できることが分かった。気温や路面状況によって消費電力が変化し、走行距離にも大きな差が生じることから、電気自動車の性能は使用環境の影響を受けやすいことを学んだ。 ③今回の講義では、電気エネルギーが光や熱、運動などさまざまな形へ変換され、私たちの生活を支えていることを改めて理解した。特にカルノーサイクルは、熱エネルギーを仕事へ変換する際の理論上の限界を示すものであり、発電設備やエンジンの効率を考える上で重要な概念であることが分かった。また、電気自動車の走行距離が季節や気温によって変化することから、エネルギーを有効に利用するためには技術の進歩だけでなく、使用環境や運転方法も考慮する必要があると感じた。今後は身近な製品にもエネルギー効率の視点を持って注目したい。
A.第2回では、熱エネルギーの利用と発電効率について学んだ。比叡山延暦寺の不滅の法灯や、昔の照明として利用されていたロウソクの歴史を通して、エネルギー利用の発展について理解した。また、カルノーサイクルを用いて熱機関の効率には理論的な限界があることや、火力発電・原子力発電では大量の冷却水が必要であり、地球温暖化による水温上昇は発電効率の低下につながることについて学んだ。さらに、強電と弱電の違いについても説明された。 発表では「1キロワットアワーで走れる距離」をテーマに調査した。プラグインハイブリッド車（PHEV）を例に、1kWhで約9～10km程度走行できることを紹介した。また、バッテリー容量が小さいほど車体重量が軽くなり、電費が向上することや、EVモードでの走行効率についても調べ、エネルギー消費と自動車性能の関係について理解を深めた。 今回の講義では、エネルギーは作るだけでなく効率よく利用することが重要であると感じた。特に発電効率や電気自動車の電費は環境問題とも深く関係しているため、今後もエネルギー利用の高効率化について興味を持って学んでいきたい。
A.
A.[講義の再話] エンジニアの視点では、電気自動車はモーターによって走行するためエネルギー効率が高く、走行中に二酸化炭素を排出しないという大きな利点があり、再生可能エネルギーによる発電と組み合わせることで、将来的には環境負荷をさらに低減できる可能性があるが、製造時の環境負荷やインフラ整備の課題も抱えている。一方、ガソリン車は既存インフラと高い利便性を持つが、脱炭素社会には適合しにくい。 [発表の要旨] 車の燃費について調べると、ホンダ・CR-Zの燃費はJC08モードで21.6km/Lであった。よって電費に換算すると、7.2km/kWhとなる。ハイブリッド車であるCR-Zはエネルギー効率の面で優れた性能を持っていることが分かる。しかし、自動車の評価は燃費だけで決まるものではなく、製造時の環境負荷や使用するエネルギー源、インフラ整備の状況なども考慮する必要がある。そのため、自動車技術を評価する際には、ライフサイクル全体を通した視点が重要である。 [復習の内容] 発電方法によっては電気自動車の利用が必ずしも大幅な二酸化炭素削減につながらない場合もあり、エネルギー供給の仕組み全体を考える必要がある。ガソリン車は、化石燃料への依存や二酸化炭素排出の問題があるため、将来的には環境規制の強化によって利用が減少していく可能性が高い。現段階では電気自動車とガソリン車の使用は、用途に応じた使い分けが合理的である。今後は、再生可能エネルギーの普及や電力の低炭素化、さらにはバッテリーの性能向上やリサイクル技術の発展が進むことで、電気自動車の環境面・利便性の両方が改善されると予想される。
A.（１）講義内容の再話 本講義では、生活や社会活動を支えるエネルギーの仕組みと持続可能な利用技術について光・熱・動力などの強電、通信・情報などの弱電に触れながら思案した。 （２）ワークショップ課題の発表要旨 ワークショップでは、 （３）復習 消費の現状として、山形大学米沢キャンパスでは1500kWもの莫大な電力を消費している。天候に左右される太陽光発電（約30kW）だけでは全く足りず、再生可能エネルギーの供給不確実性という課題がある。この課題を解決するため、センサーと通信で電力を制御するスマートグリッドや蓄電池の活用があげられる。さらに、EVのバッテリーを住宅用蓄電池として再利用するV2Hや、ライフサイクル全体のCO2排出をマイナスにするLCCM住宅など、スマートシティ構築に向けた低炭素技術が重要となってくる。
A.①講義の再話 エネルギー（Wh）とパワー（W）は異なる概念であり、前者は使った量、後者は仕事を果たす能力（動力や電力）として整理される。エネルギーは力学、熱、電気、情報通信など多様な形態で存在し、例えば力学エネルギーでは PV（圧力×体積）線図における面積が仕事や運動エネルギーに対応する。また熱力学においては、TS（温度×エントロピー）線図を用いることで熱エネルギーの出入りや状態変化を可視化・比較することができる。 ②発表の要旨 演題「1キロワットアワーで走れる距離」、グループ名「日産」、共著者（神山結菜、金澤玲奈、石菅根萌音、雪源優南、田中心優）、私の役割「Conceptualization」。本ワークショップでは電気自動車（日産リーフ）のエネルギー効率について議論した。リーフは 1 kWhの電力で約 6 ～8 km}走行できるのに対し、ガソリン車はエネルギー換算で 1 kWhあたり約 1 ～2 km（0.5 ～0.8 kg/kWh）にとどまる。電気自動車は熱ロスが少なく電気を直接運動エネルギーに変換できるため効率が高い一方、バッテリー製造時のエネルギー消費や発電由来の CO2排出といった課題もあると学んだ。 ③復習の内容 復習として「電気自動車の電費評価」および「ろうそく1本の燃焼エンタルピー計算」に取り組んだ。電気自動車（日産リーフ）は 1 kWhあたり 6 ～ 8 km走行可能で、燃焼による熱損失が多いガソリン車と比べて約 3 ～5 倍高いエネルギー効率を持つことを確認した。また、ろうそくの主成分であるパラフィン（6 g≒0.017 mol）が2時間で全燃焼した場合の発熱量を計算すると約 290 kJとなり、その平均パワーは約 40 Wに相当することを導き出した。身近な現象をエネルギーやワット数に換算することで、現象を定量的にとらえる理解を深めた。
A.
A. 今回の講義では、生活の中で使われるエネルギーと、動力や電力との関係について学んだ。エネルギーには化学、熱、力学、電気、光などがあり、それぞれ相互に変換することができる。しかし、変換効率は100％にはならず、一部は廃熱となる。また、電力量の単位であるWhと、電力や動力の単位であるWは意味が異なることも学んだ。家庭では冷暖房や給湯に多くのエネルギーが使われ、電気自動車や蓄電池、太陽光発電なども生活と密接に関係していることが分かった。 私たちのグループはテスラ モデル3の電費とし、電気自動車が1kWhの電力量でどの程度走行できるかについて考えた。テスラ モデル3を例に調べ、電費について約119Wh/kmという値から、1kWhあたりに換算すると約8.4km走行できると考えた。ガソリン車では燃費をkm/Lで表すのに対し、電気自動車ではkm/kWhなどで表すため、エネルギーの使われ方を比較するには単位を意識することが重要だという意見でまとまった。 電気自動車の電費と航続距離の関係について改めて確認した。航続距離は、電費にバッテリー容量を掛けることでおおよその値を求められる。例えば電費が8.4km/kWhで、電池容量が60kWhなら、単純計算では約504km走行できる。ただし実際にはエアコンの使用や気温、速度などによって電費は変化すると考えられる。電気自動車は走行時に排気ガスを出さないが、発電方法まで含めて環境負荷を考える必要があると感じた。
A.①講義ではエネルギーの単位（Wh）やパワー（W）の概念、ロウソクから石油への歴史的変遷に触れ、エネルギーを「強電（光・熱・動力）」と「情報通信の弱電」に分類した。また、熱力学における圧力と比容積のP-V図から、温度とエントロピーのT-S図への変換を示し、熱エネルギーにおいて「温度差」が重要であることを学習した。さらに、電池などの電気エネルギーに関して、電圧と電気量の関係や、1molあたりの電気量を表すファラデー定数（F）と電位差、自由エネルギー変化（\Delta G = \Delta H - T\Delta S）などの熱力学・電気化学の基本式を結びつけて学んだ。 ②ワークショップでは電気自動車の使用電力について調べ、議論した。自分たちの班は電気自動車の代表格である、テスラモデル3について調べた。テスラモデル3の使用電力は「119 Wh/km」であり、換算すると「8.4 km/kWh」であることがわかった。 ③自分は1キロワットアワーで走れる距離について調べた。テスラ モデル3の電費である119 Wh/kmを基に算出すると、1キロワットアワー（1 kWh）の電力で走行できる距離は約8.4キロメートルとなる。 この数値は、1キロメートルあたりわずか119ワット時のエネルギー消費で走行可能であることを示しており、電気自動車ならではの極めて高いエネルギー効率を物語っている。内燃機関を持つ一般的な自動車と比較しても圧倒的な省エネルギー性と環境性能を誇り、限られた電力資源を極めて効率的に活用して移動できる優れたモビリティ特性を体現していると言える。
A.①講義の再話 講義では、私たちの生活を支えるエネルギーの形態と利用について学んだ。動力は物体を動かす力であり、電力はその動力を電気として扱う形で社会に広く供給されている。発電所では化石燃料や水力、太陽光など多様なエネルギー源が使われ、効率的な変換技術が発展してきた。特に電力は家庭・産業・交通のすべてに関わり、生活の質を左右する重要な要素であることを理解した。 ②発表の要旨 発表では、エネルギーの利用が生活様式をどのように変化させてきたかを中心に論じた。動力の発展は産業革命を支え、電力の普及は情報化社会を形成した。現代では再生可能エネルギーの導入が進み、環境負荷を減らす取り組みが求められている。電力は単なる便利さの象徴ではなく、社会の持続性を左右する資源であると指摘し、技術と倫理の両面からエネルギー利用を考える必要性を強調した。 ③復習の内容 復習では、動力と電力の関係を「エネルギーの変換と利用の連鎖」として整理した。力学的エネルギーが電気に変わり、さらに光や熱として再利用される過程を理解した。電力は目に見えないが、生活のあらゆる場面に浸透しており、その安定供給には発電・送電・消費のバランスが不可欠である。省エネや再エネの推進は、未来の生活を支える基盤であることを再確認した。
A.本講義では、「エネルギーと生活－動力と電力－」をテーマとして、私たちの日常生活や産業活動を支えるエネルギーについて学んだ。エネルギーは熱、光、電気、運動などさまざまな形で存在し、これらが相互に変換されることで社会が成り立っている。また、エネルギーを利用する際には、仕事率や電力の概念が重要であり、単位としてワット（W）やキロワット時（kWh）が用いられることを学んだ。さらに、身近な製品や交通手段を例に、エネルギー消費量や効率を定量的に評価することの重要性について理解を深めた。 私の発表では、ろうそくの燃焼によって得られるエネルギーと電気自動車の電費について調査した。ろうそくの主成分をパラフィン（C??H??）と仮定すると、その燃焼エンタルピーは約－1.56×10? kJ/molである。質量6 gのろうそくは約0.017 molに相当し、燃焼によって約265 kJの熱エネルギーを放出することが分かった。このエネルギーを2時間で放出すると仮定すると、出力は約37 Wとなる。これは小型のLED照明に近い電力であり、ろうそくが見た目以上に大きなエネルギーを持つことが分かった。また、電気自動車の電費について調べたところ、温暖期には10～11 km/kWh程度で走行できるのに対し、冬季には暖房使用や電池性能の低下によって約8 km/kWhまで低下することが分かった。さらに、雪道では路面抵抗が増加するため約5.5 km/kWhとなり、環境条件がエネルギー効率に大きく影響することを確認した。 今回の講義と発表を通して、エネルギーを数値として捉えることの重要性を学んだ。普段何気なく使用しているろうそくや電気自動車も、エネルギー量や出力として計算することで、その性能や特徴を客観的に比較できることが分かった。特に、ろうそく1本が約37 Wの出力に相当することは意外であり、化学エネルギーが熱や光へ変換される過程を具体的に理解することができた。また、電気自動車の電費が季節や路面状況によって大きく変化することから、エネルギー効率を評価する際には使用環境も考慮する必要があると感じた。今後はエネルギー消費や環境問題について考える際に、感覚だけでなく単位や数値に基づいて判断できるようになりたい。
A.PVグラフ（圧力－体積線図）は、気体の状態変化を圧力（P）と体積（V）の関係で表したグラフである。縦軸に圧力、横軸に体積をとり、気体が膨張や圧縮によってどのように変化するかを視覚的に示すことができる。気体が膨張すると体積は増加し、PVグラフ上では右方向へ移動する。一方、圧縮では体積が減少するため左方向へ移動する。理想気体の等温変化では、温度が一定であるためボイルの法則より \(PV=\text{一定}\) となり、圧力が高いほど体積が小さくなる右下がりの曲線で表される。また、圧力が一定の定圧変化では横方向の直線、体積が一定の定積変化では縦方向の直線として表される。PVグラフの大きな特徴は、気体が行う仕事を面積として表せることである。気体が膨張する場合、グラフ上の曲線と体積軸で囲まれた面積が気体が外部にした仕事の大きさを示し、圧縮の場合は外部から気体へ加えられた仕事を表す。このためPVグラフは、熱機関や冷凍機などの熱力学的なサイクルの解析にも利用されている。 TSグラフ（温度－エントロピー線図）とは、熱力学における状態変化を温度（T）とエントロピー（S）の関係で表したグラフである。縦軸に温度T、横軸にエントロピーSをとり、気体や蒸気などの状態変化を視覚的に示すことができる。TSグラフでは、熱の移動量をグラフ上の面積として表すことができる。可逆過程において、系に加えられる熱量は温度とエントロピーの変化の積で表される。そのため、TSグラフ上で変化の経路とエントロピー軸によって囲まれた面積は、授受された熱量に対応する。温度一定の等温変化では横方向の直線となり、エントロピーが増加すると右方向へ移動する。また、エントロピーが一定の断熱可逆変化（等エントロピー変化）では縦方向の直線として表される。実際の熱機関では、圧縮や膨張、加熱、冷却などの過程をTSグラフ上に示すことで、サイクル中の熱の出入りや効率を解析することができる。このようにTSグラフは、PVグラフが仕事の解析に適しているのに対して、熱の移動や熱効率を理解するために用いられる重要な熱力学の図である。
A.第2回の講義では、電気エネルギーの利用方法とエネルギーの表し方について学んだ。電気は、動力や電力を扱う強電と、通信や情報を扱う弱電に分けられ、それぞれ役割が異なる。また、仕事は圧力と体積の関係を表すpVグラフの面積から求められ、熱量は温度とエントロピーの関係を示すTSグラフから理解できることを学んだ。さらに、電気量はアンペアアワー（Ah）やクーロン（C）で表され、1Aの電流が1秒流れると1Cとなることや、これらの単位が電池の容量を考える際に重要であることを理解した。エネルギーは熱・仕事・電気を共通の考え方で扱えることを学び、それぞれの関係をグラフで表現する意義を理解した。 1kWhあたりの自動車の走行距離の比較についてグループワークを行った。私たちはガソリン車と電気自動車である日産リーフを比較し、1kWhあたりの走行距離について議論した。その結果、ガソリン車は約0.5～0.8kmしか走行できないのに対し、リーフは約6～8km走行でき、電気自動車の方が約10倍高いエネルギー効率を持つことが分かった。その理由として、ガソリンエンジンは熱として失われるエネルギーが多い一方、電気モーターは高効率で動力へ変換でき、回生ブレーキによるエネルギー回収も可能である点を挙げた。また、走行コストの面でも電気自動車が有利であるという結論になった。 授業後には、電気自動車のエネルギー効率についてさらに調べた。電気自動車は走行時に排出ガスを出さず、モーターの効率が約80～90％と高いため、少ないエネルギーで長い距離を走行できる。一方で、バッテリー製造時の環境負荷や充電設備の整備などの課題もあることを知った。しかし、再生可能エネルギーと組み合わせることで環境負荷をさらに低減できる可能性があり、今後の持続可能な社会において重要な技術であると考えた。
A.「2.エネルギーと生活－動力と電力－」について、（１）エネルギーの種類は化学エネルギー（G）、熱エネルギー（Q）、力学的エネルギー（W）、電気エネルギー（E）、光エネルギー（E）などがある。化学エネルギー（G）はスマートフォンや電気自動車（EV）に搭載されているリチウムイオン電池など、化学反応を利用して電気エネルギーを出し入れする。熱エネルギー（Q）はエアコンや床暖房、ヒートポンプなどによる室温の調整。力学的エネルギー（W）は電車や自動車の走行（運動エネルギー）、エレベーターやエスカレーターの昇降運動。電気エネルギー（E）は冷蔵庫、テレビ、エアコン、照明など、家庭内のあらゆる機器を動かす動力や光源として使われている。また、スマートフォン、パソコン、インターネットのルーターやデータセンターを駆動させ、情報の処理・通信を行っている。光エネルギー（E）は屋根に設置された太陽光パネルによる家庭用電力の自家発電。これらのようにエネルギーは生活に使われている。 （２）発表要旨について、1キロワットアワーで走れる距離であり、グループ名は無記名、グループに属した人は佐藤颯真、小林直人、丸川春太、亀山來、大屋健太郎、越須賀太陽であった。役割としては、概念化・調査を行った。お気に入りの車はBMWのSUVのiXBで、MWのSUVのiXの伝費は約5.9km/K・whであるので1キロワットアワーでは5.9km走ることができる。 （３）ろうそく一本の燃焼エンタルピーを求めようでは、ろうそくの主成分であるパラフィンの燃焼エンタルピーは42kJ/gであり、重さを6gとすると42×6=252kJとなる。また２時間ですべて燃焼しきったときのワット数は252000Jを2時間、つまり7200秒で割ると35Wと求めることができる。
A.１）バッテリー容量とエネルギーについてまとめていきたいと思います。EV（電気自動車）の蓄電池容量は40～60 kWh程度であり、住宅用蓄電池（4～10 kWh）の約4世帯分、あるいは一般的な1世帯が消費する約1日分のエネルギー量に相当します。EVのバッテリーを住宅の蓄電システム（ESS）として相互利用・再利用（リユース）する取り組みが進んでいます。安全にリユースするためには、バッテリーのインスペクション（状態検査・点検）が重要となります。そこで評価軸の変化が発生している、従来のガソリン等による燃費から、電気エネルギーの消費効率を示すkWh単位のエネルギー効率へと評価の基準がシフトしています。それは私たちの私生活にも影響しています。家庭でのエネルギー消費構造の観点から家庭で消費される全エネルギーのうち、給湯と暖房が過半数を占めています。熱の移動と排熱 の観点からは熱は温度の高い場所から低い場所へ移動するため、暖房で部屋を温めても常に外気へ逃げていき、有効な仕事として利用できるエネルギー（エクセルギー）の割合は減少していき、廃熱が増加するため、熱エネルギーは最終的な「廃棄物」の形態と言えます。産業の観点からは暖房や給湯に使われる燃料は、場所を移動させる際にも力学エネルギーや排熱を伴います。備蓄には固体燃料が便利ですが、輸送コストや燃焼時の排煙・CO2排出などが課題となります。 ２）本発表はグループ名永井恵、グループ共著者名、阿部さん、高村さん、永井さん、平嶺さんで自分の役割は概念化でした。1 kwhで走れる距離をNボックスとテスラモデルYで調べました。Nボックスは1 kWh＝9.6km走ることがわかった。1Lのガソリンで約3kWhつかうことがわかり、満タンで約30L入るので満タンに入れた際に約90kwh、6x90=540km走ることがわかった。 ３）ろうそく一本（６ｇ）の燃焼に伴うエンタルピーを求めましょう。また2時間ですべて燃焼しきったときのワット数を求めた。ろうそく一本（６ｇ）の燃焼に伴うエンタルピーは 42kJ/g×６g＝252KJ、時間ですべて燃焼しきったときのワット数は252000J/2×3600s=35Wであると計算できた。
A.①講義では、エネルギーと生活の関わりについて学び、動力・電力・エネルギーの違いや単位を理解した。また、燃焼エンタルピーや電力量（kWh）の考え方を学び、家庭や自動車で使われるエネルギーを具体例で考察した。 ②発表では、1kWhで自動車が走行できる距離について説明した。N-BOXを例に燃費17km/L、ガソリン1L当たり約3kWh、満タン約30Lで約90kWhのエネルギーを持つことから、約540km走行できることを示した。また、電気自動車では1kWhで約6.5?8km走行できることも紹介した。 ③エネルギーの単位や、製品の製造に必要なエネルギー量、リサイクル材料による省エネルギー効果について復習した。
A.①今回の講義では、家庭や大学キャンパスで使われるエネルギーの種類と量を具体的な数値で学んだ。電気・ガス・灯油などのエネルギーは、単位を変えればすべてキロワットアワー（kWh）で比較できる。米沢キャンパスでは1500kWもの電力を使用しており、太陽光発電だけでは30kW程度しか賄えないことから、再生可能エネルギーの限界と蓄電技術の重要性が示された。エネルギーは保存されるが、変換効率は100％ではなく、廃熱として失われる部分があることも強調された。 ②発表では、エネルギーを「工業の原料」として捉え、化学・力学・電気・光・原子力の五種類に分類した。化学エネルギーは物質の反応に伴う自由エネルギー変化、電気エネルギーは電圧と電気量の積で表される。これらは相互に変換可能だが、利用できる部分（エクセルギー）は限られる。特に熱エネルギーは廃棄物的側面を持ち、効率的な利用が課題である。講義では、スマートグリッドや蓄電池技術がその解決策として紹介された。 ③エネルギー化学は、単なる理論ではなく生活と直結した学問だと感じた。家庭の暖房や給湯に使われる熱量、電気自動車のバッテリー容量など、身近な数値を通してエネルギーの実感を得た。エネルギーを「見えない資源」として扱うには、測定・変換・蓄積の技術が不可欠である。効率を高め、廃熱を減らす工夫こそが、持続可能な社会を支える鍵だと理解した。
A.① 授業の再話 今回の授業では、エネルギーと生活との関わりについて学び、電力や電力量の単位について理解を深めた。特に、キロワットアワー（kWh）は電気料金でも使われる単位であり、私たちの生活にとても身近なものであることを学んだ。また、電気エネルギーを動力へ変換する仕組みや、電気自動車などの省エネルギー技術についても紹介された。さらに、限られたエネルギーを効率よく利用することの重要性や、エネルギー消費を減らすことが環境保全にもつながることを学び、日常生活での節電や省エネ行動の大切さについて理解することができた。 ② 発表の内容 グループワークでは、「1キロワットアワーで車が走れる距離」について調べ、発表を行った。電気自動車では車種によって差はあるものの、1kWhの電力量でおよそ6?8km程度走行できることが分かった。例えば、電気自動車はガソリン車に比べてエネルギー効率が高く、同じエネルギー量でも長い距離を走行できることが特徴である。また、走行距離は速度や道路状況、エアコンの使用、気温などによっても変化することを知った。身近な移動手段を例に考えることで、1kWhというエネルギー量をより具体的にイメージすることができた。 ③ 復習 今回の授業では、1kWhという電力量を車が走れる距離に置き換えて考えたことで、これまでよりもエネルギーを身近に感じることができた。普段は電気料金としてしか意識していなかった単位であるが、実際には車を数キロメートル走らせることができるほどのエネルギーを持っていることに驚いた。また、電気自動車は環境負荷の低減やエネルギーの有効利用に役立つことも理解できた。今後は、移動手段や電気の使い方についても省エネルギーを意識しながら生活し、限りあるエネルギー資源を大切に利用することを心掛けたいと思った。
A.①今回の講義では、ろうそくを用いた燃焼実験を通して、燃焼エンタルピーについて学習した。実験では、ろうそくの燃焼によって発生した熱エネルギーを利用して水を加熱し、その温度変化を測定することで、燃焼によって放出されたエネルギー量を求めた。この結果から、化学反応に伴うエネルギーの変化は、実際の測定データを用いて定量的に評価できることを理解した。また、燃焼によって得られる熱量は燃料の種類や量によって異なり、燃料が持つエネルギーを評価する上で燃焼エンタルピーが重要な役割を果たしていることを学んだ。さらに、燃焼エンタルピーの考え方は、発電や自動車などのエネルギーを利用するさまざまな分野に応用されており、効率的なエネルギー利用を考えるために必要な基礎的な知識であると感じた。 ②トヨタのプリウスは9.3kW/kWhだった。バッテリ容量が小さい分電気で走れる効率が上がる。 ③ 講義や課題を通して、エネルギーを考える際には、単に保有しているエネルギーの量だけではなく、それをどれだけ効率よく利用できるかが重要であると理解した。ろうそくの燃焼実験では、化学エネルギーが燃焼によって熱エネルギーへ変換される過程を実際に観察し、エネルギー変換の仕組みを身近な現象として理解することができた。また、自動車のエネルギー効率の比較では、同じエネルギー量を使用した場合でも、エネルギーを変換する技術によって得られる性能に大きな違いが生じることを学んだ。特に、電気自動車ではエネルギー変換時の損失が少なく、効率的にエネルギーを利用できる一方で、充電設備や電池性能などの課題も存在することを理解した。今後は、エネルギー効率の向上だけに注目するのではなく、資源の確保、製造時の環境負荷、社会全体のエネルギーシステムなど、幅広い視点からエネルギー問題を考え、持続可能な社会の実現に貢献できる技術について理解を深めていきたい。
A.第2回の講義「エネルギーと生活―動力と電力―」では、私たちの生活を支えるエネルギーの種類や利用方法について学んだ。動力は機械を動かすための力であり、電力は電気エネルギーを供給するための重要な要素であることを理解した。また、仕事率や電力の単位であるワットやキロワットの意味を学び、エネルギーを効率よく利用することが現代社会において重要であることが説明された。 発表では、家庭や工場、自動車など、身近な場面でどのように動力と電力が利用されているかが紹介された。さらに、エネルギー化学との関連として、火力発電では燃料の化学エネルギーを熱エネルギーへ、さらに機械エネルギーと電気エネルギーへ変換していることや、その過程でエネルギー損失が生じるため、変換効率を高める技術開発が重要であることが説明された。 今回の復習を通して、私たちが普段何気なく使用している電気は、さまざまなエネルギー変換を経て供給されていることを改めて理解した。また、エネルギー化学では、燃料の特性や発電効率を考えることが省エネルギーや二酸化炭素排出量の削減につながることを学んだ。今後は、電力の使い方やエネルギー資源の有効利用を意識し、持続可能な社会の実現に貢献できるような視点を持ちたい。
A.① 講義内容の再話 今回の講義では、自然界に存在するさまざまなエネルギーの種類と、それらがどのように形を変えて利用されているかを体系的に整理した。まず、位置エネルギー・運動エネルギー・熱エネルギー・光エネルギー・化学エネルギー・電気エネルギーなど、基本的なエネルギーの分類を確認した。続いて、エネルギーは「形を変えて保存される」という原理に基づき、身近な現象（落下運動、発熱、電気の流れ、光の発生など）でどのように変換されているかを具体例を用いて説明した。また、エネルギーの利用効率や損失の要因（摩擦、熱散逸、変換効率など）にも触れ、生活や産業におけるエネルギー利用の最適化が環境負荷の低減につながることを強調した。 ② ワークショップ課題の発表要旨 ワークショップでは、身近な道具や現象を題材に「どの種類のエネルギーがどのように変換されているか」を整理する課題に取り組んだ。発表では、まず選んだ対象（例：自転車、電球、スマートフォン、ガスコンロなど）の動作原理を簡潔に説明し、そこに含まれるエネルギーの流れを図式化した。次に、入力エネルギーと出力エネルギーを比較し、どの部分で損失が生じているかを考察した。さらに、効率を高めるための改善案（摩擦低減、断熱、電力制御など）を提示し、エネルギーの種類を理解することが生活の合理化や省エネにつながることを示した。最後に、複数のグループの発表を比較し、エネルギー変換の共通点と違いをまとめた。 ③ 復習の内容 復習では、講義で扱ったエネルギーの種類とその特徴を再確認し、特に「エネルギーは形を変えて保存される」という原理を中心に整理した。具体的には、日常の現象をいくつか取り上げ、どの種類のエネルギーがどのように変換されているかを自分で書き出す練習を行った。また、エネルギー損失の要因や効率の考え方を再度確認し、身近な機器のエネルギー利用を数値で把握することで理解を深めた。最後に、再生可能エネルギーや省エネ技術との関連を簡単に調べ、エネルギーの種類を学ぶことが社会的課題の理解にもつながることをまとめた。
A.（１）講義の再話 今回の講義では、ろうそくを実際に燃焼させる実験を行い、燃焼エンタルピーについて学んだ。ろうそくの燃焼によって発生した熱を利用して水を加熱し、その温度変化から燃焼によって放出されたエネルギーを求めた。これにより、化学反応で生じるエネルギーを実際の測定値から定量的に評価できることを理解した。また、燃焼エンタルピーは燃料の性能やエネルギー利用を考える上で重要な指標であり、日常生活で使用されるさまざまな燃料にも応用されていることを学んだ。 （２）発表の要旨 課題では、テスラ モデル3とトヨタ ヤリスのエネルギー効率を比較した。テスラ モデル3は約6?8km/kWhで走行できるのに対し、ヤリスは燃費30km/Lをエネルギー量に換算すると約3.3km/kWhとなり、電気自動車の方が同じエネルギーで約2倍の距離を走行できることが分かった。この違いは、モーターを用いる電気自動車がエンジン車よりもエネルギー変換効率に優れており、熱として失われるエネルギーが少ないためである。一方で、充電時間や充電設備などの課題も残されていることを理解した。 （３）復讐の内容 講義と課題を通して、エネルギーは単に量だけでなく、どれだけ効率よく利用できるかが重要であると感じた。ろうそくの燃焼実験では、化学エネルギーが熱エネルギーへ変換される様子を実際に測定し、エネルギー変換を身近に体験することができた。また、自動車の比較からは、同じエネルギー量であっても利用方法によって走行性能が大きく異なることを学んだ。今後はエネルギー効率だけでなく、製造やインフラ整備を含めた社会全体の視点からエネルギー利用を考え、持続可能な社会の実現に貢献できる技術について理解を深めていきたい。
A.第2回の講義では、エネルギーと生活―動力と電力―というテーマで、エネルギーの種類とその性質について学んだ。エネルギーは工業における原料であり、同時に貴重な資源であることから、その扱い方が社会全体に大きな影響を与えることが理解できた。また、エネルギーは相互に変換可能であり、保存則により総量は失われないという基本原理についても確認した。さらに、気体の状態方程式 pV＝nRT は、熱エネルギーと運動エネルギーの関係を示すものであり、エネルギーの振る舞いを理解する上で重要であると学んだ。しかし実際には、エネルギー変換の効率は100％にはならず、有効に利用できるエネルギーであるエクセルギーは減少し、利用できない廃熱であるアネルギーが増加していく。このことから、熱エネルギーはエネルギーの廃棄物と捉えることができ、効率的な利用の重要性を強く感じた。 発表では、「1キロワットアワーで走れる距離」という観点から、エネルギーと移動手段の関係について考察した。電気自動車は1kWhあたりおよそ6.0～7.0km走行できるとされており、この数値からエネルギーの使われ方を具体的にイメージすることができた。普段は意識しにくい電力量も、走行距離という身近な指標に置き換えることで、エネルギー消費の大きさや効率の違いを実感できる点が印象的であった。また、同じエネルギー量でも使い方によって得られる成果が異なるため、効率的なエネルギー利用の工夫が重要であると考えた。 復習として、エネルギーは単に存在するだけでなく、どのように変換し、どの程度有効に利用できるかが重要であると再認識した。特にエクセルギーとアネルギーの概念は、エネルギー問題を考える上で欠かせない視点であると感じた。今後は、エネルギーの量だけでなく、その質や利用効率にも注目しながら学習を進めたい。また、日常生活においても電力や燃料の使い方を見直し、無駄なエネルギー消費を減らす意識を持つことが大切であると考えた。
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第百十三条 大学は、教育研究の成果の普及及び活用の促進に資するため、その教育研究活動の状況を公表するものとする。
