エネルギーと仕事率の違いとは？

仕事率とは、エネルギーがどれだけ速く使われているかを表す。エネルギーとは、どれだけの時間動いたかまで含めた合計の量になる。2kWのヒーターは毎時2キロワットの速さでエネルギーを取り込み、3時間つけておけば6キロワット時を消費する。電気料金の請求書に載るのは後者だ。支払うのは速さではなく合計だからだ。

バケツに水をためる蛇口が、この違いをはっきりさせてくれる。仕事率は蛇口をどれだけ開けているかにあたる。エネルギーは最終的にバケツへ入った水の量で、開き具合と、どれだけの時間流したかの両方で決まる。だから2kWのヒーターを3時間と、6kWのヒーターを1時間は、費用がまったく同じになる。どちらも部屋へ6kWhを入れているからだ。では請求がキロワット時で来るのに、なぜ家電の表示はキロワットなのか。表示は、その機器がついている間にエネルギーを消費する速さを示していて、どれだけの時間つけるかを知っているのは使う人だけだからだ。この区別は請求書より広いところで効いてくる。スマホの電池はワット時で表される。大事なのは総量だからだ。電気ケトルはワットで表される。大事なのは沸くまでの速さだからだ。電気自動車は両方を出すが、意味は別で、kWは加速の強さと充電の速さ、kWhは走れる距離を表す。

速度と距離もまったく同じ関係だ。時速60キロというのは速さであって、どこに着くかは何も言っていない。それは何時間走るかで決まるからだ。時速60キロで2時間走っても、時速120キロで1時間走っても、着く場所は同じになる。仕事率は速度計の表示にあたる。エネルギーは走行距離にあたる。速い車が自動的に遠くまで行くわけではない。