「エネルギー保存の法則」とは、エネルギーは形を変えても、全体の量は変わらないという決まりごとです。
エネルギーは「なくならない」「増えない」、ただ「形を変えているだけ」という法則です。
「エネルギーがどこかに“保存”されている」と考えるよりも、
「エネルギーの形や場所が変わっているだけで、全体の量はずっと同じ」と考えるほうが、イメージしやすいかもしれません。
自動車エアコンとエネルギー保存の法則
自動車のエアコンは、冷媒と呼ばれる特殊なガスを使って、車内を冷やす装置です。
家庭用エアコンも基本的な仕組みは同じで、どちらもエネルギー保存の法則が働いています。
自動車のエアコンは、「冷たい空気を作っている」わけではなく、「車内の熱を冷媒に吸収させて、外へ運び出す装置」です。
冷たい空気を“作る”のではなく、熱を“移動させる”原理です。
冷媒の動きとエネルギーの変化
冷媒は、熱を運ぶためのガスです。
このガスは、気体になったり液体になったりしながら、車内の熱を外へ運びます。
冷媒ガスを圧縮、高圧ガスに
冷媒ガスをコンプレッサーでぎゅっと狭い空間に圧縮、押し込むと、分子同士がぶつかりやすくなり、温度が上昇します。
放熱して高圧ガスを高圧の液体に
高温・高圧のガスはコンデンサー（熱交換器）を通って熱を外へ放出し、冷やされて高圧の液体になります。
高圧の液体を減圧し低圧液体に
圧縮された冷媒を急に広い空間に出すと、冷媒は一気に広がります。
低圧液体が低圧液体がガスに
このとき、自分のエネルギー（＝気化熱）を使って周囲の熱を奪うため、冷たくなります。
「気化熱」とは、気化の際に周囲の熱を奪って冷たくなる性質のことで、冷媒は周囲の熱を奪いながら気体に変化します。
そして空気がそこを通ると、空気が冷え、それが車内に冷風として吹き出すということです。
この冷媒は、圧縮されて液体になり、膨張して気体に戻るという動きを繰り返しながら、熱を運びます。
このサイクルは、
「高圧ガス→ 高圧液体 → 低圧液体 →低圧ガス→ 」というループ構造になっています。
こうして、冷媒が熱を運ぶことで、エネルギーの“形”や“場所”は変わっても、全体のエネルギー量は変わらないという「エネルギー保存の法則」が働いています。