エネルギーの雑学<個人の覚書のためのもので,概算を楽しんでいるだけですので,精確に正確な数値を載せているのではありません!>
@ かめはめ波の手でにぎったこぶしの中の空気を室温から,体温に上げるエネルギーは,手で作った空気玉の半径を5cmとすると,体積は,(4/3)πr^3=5×10^-4 m^3=0.5L
1モル=22.4Lの場合,(5/2)R(35-20)=300J 0.5L程度なので,6.69J=6.7J
→ちなみに,手のひらの中の空気玉を,ほぼ体温に近づけるぐらい温めるには30分ほど,握り続けていないといけない→その理由はこちら(by Yu Matsumoto)
Aかめはめ波で,月をふっとばすエネルギーは
<基礎データ>
∫ΔU=∫(GMΔm)/r=G∫((4/3)πr^3・ρ)(4πr^2ρ×dr)=(3/5)(M^2/r)=12.4×10^28J <もし1秒で完了した場合は,12.4×10^28W>
→太陽が1秒間に発する放射エネルギーは3.37×10^26 J、→1分間だと,2.02×10^28 J → 太陽で起こっている核融合のエネルギーで,6分間分程度
B2009年の全世界の電力消費が,18兆5千億kWh=18.5兆kWh=18.5×10^12kWh=18.5×10^15Wh=666×10^17Ws=6.66×10^19J
時間:1かめはめ波=(12.4×10^28)/(18.5×10^15)=6.7×10^12時間=6.7兆時間=0.28兆日=7.8億年
C日本での電力消費は,304230百万kWh=3.0×10^14Wh=300×10^12=300兆Wh=10800×10^14Ws=1.1×10^18J=1.1京J
1TW=10^12W=(10^12)/(1.1×10^18)=0.9×10^-6時間=3.37×10^-3秒
ちなみに,2TWhを,1世帯4400kWhで割ると,(2×10^12)/(4.4×10^6)=0.45×10^6=45万世帯
D東京での電力消費は,32760百万kWh =3.3×10^13Wh=33×10^12=33兆Wh=1188×10^14Ws=1.2×10^17J=0.12京J
時間:1かめはめ波=(12.4×10^28)/(33×10^12)=0.38×10^16時間=0.38京時間=1.57×10^14日=157×10^12=157兆日=0.44兆年=4400億年
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@爆竹 火薬の量は1g程度 爆竹のエネルギーは数千ジュール
Aエネルギーが史上最大のソ連の水素爆弾「ツァーリ・ボンバ」が爆発時に解放したエネルギー…2.1×10^17ジュール
B花火10号玉 一尺(一尺=約30cm)8.5kg高さ約330m、半径160mの花火
打ち上げのときに持っていたエネルギーEは,330mまで打ち上げるための位置エネルギーと,爆発した破片が2秒で160mに広がることから得られる運動エネルギーの合計と考える。
→mgh+(1/2)mv2=8.5×9.8×330+0.5×8.5×80×80=27489+27200=54689≒5万5千ジュール
Cビルの爆破解体 ダイナマイト1g=1000cal=1kcal=4.2kJ
22階建ての鉄筋コンクリートのホテル:約200kgのダイナマイトを使用
→ダイナマイト200×1000g=200×4.2×106J=840×106J=8.4×108J つまり,8.4億J
Dこうのとり3号の出力&速度についてJAXA
●ロケットの出力(推力)H-IIBロケット(試験機)主要諸元 http://www.jaxa.jp/projects/rockets/h2b/design_j.html
●ロケットの速度 H-IIBロケット試験機 ロケットの飛行計画 http://www.jaxa.jp/projects/rockets/h2b/zoom2_j.html
→質量500トン リフトオフのときには,0.4q/s なので,
(1/2)mv2=0.5×500×103×0.4×0.4=400000J=40万J
E豆電球 200mA×3V=600mW=0.6W
◎ワット−ジュール
@太陽光のエネルギー 1uでおよそ1キロワット?
A日本の年間消費電力量 約10000億キロワット?
Bドイツの太陽光施設 145メガワット
Cアジア最大太陽光施設 214メガワット
D世界第一位アメリカ施設 250メガワット