風船みたいな適当な空気塊をイメージしろ。
空気塊の全体質量、全体速度 (風速) に対して考えられる運動エネルギーが 風のエネルギー (U[風]) で、
全体速度を差し引いた(※) 内部分子個々の運動エネルギー総和が熱エネルギー (U[熱]) である。
現実は風船じゃないし構成分子はすぐに散り散りになってしまうが、ゴム膜があるとかないとかはどうでもいいのである。
瞬間毎に考えればよいので、仮想的に区切りをつけて考える事が大事。
空間各点にて極微小な空気塊を考える事で、風速分布(ベクトル場)、熱エネルギー密度分布(スカラー場) が決まる。
熱エネルギー密度から温度、温度から熱エネルギー密度が求まる。(統計力学)
※差し引かずにとにかく全分子の運動エネルギー総和を取ると
U = Σ 1/2 m[i] ( v[i] + V )^2
= Σ 1/2 m[i] (v[i]^2 + 2 v[i]・V + V^2 )
= Σ 1/2 m[i] v[i]^2 + 0 + Σ 1/2 m[i] V^2 ( "差し引いた" 時の重心速度 V0 = Σ m[i]v[i] / M = 0 なので)
= U[熱] + U[風]
結局のこのように分離できる。
