エネルギーと仕事
Factorioは現実の物理学の多くの側面をシミュレートしており、エネルギーを正しく使うことは重要な側面の1つである。
エネルギーと仕事は直接依存している。
その他の説明については、Forum(英語)を参照。
定義
- エネルギー は蓄えられた仕事と考えられる。単位はジュール（記号はJ）。
- 仕事 は、ある種のエネルギーを他の形に変換した結果である。こちらも単位はジュールである。（Wikipedia article on work(英語)を参照）
- 仕事率 は仕事の速度 - 単位時間あたりに仕事が行われた量、またはエネルギーが生産された量である。単位はワット（記号はW）1ワットは、1秒あたり1ジュールと等しい。1ジュール／秒とも言える。
- 効率とは、役に立つ仕事と、使われたエネルギーの間の比率である。通常はパーセンテージで表される。単位はジュール分のジュールになるが、同じ単位で割ると消えてしまうので、これは単位を持たない数字になる。
- 損失 とは、消費されたエネルギーと行われた役に立つ仕事の間の差である。
ある動力源があり、その動力をある物理的な作業を行うためにある時間にわたって使用すれば、エネルギー量を使用して仕事を行ったことになる。
Units/ja#仕事 を参照。
エネルギーの種類
エネルギーには以下のようなものが存在する。
- 燃料。燃料の単位に含まれるエネルギーは 燃料エネルギー と表される。燃料を使う建物や車両は、一般的に、動作し続ける限りその仕事率に従って燃料を消費する。
- 電気は電力ネットワークから取り出せる。動作中の電力消費に加えて、電気製品には待機電力（電力ネットワークに接続されている限り、動作していなくても消費する電力）がある。
- 組立機1は、3kWの待機電力と、90kWの電力消費がある。動作していなくても毎秒3kJを消費し、動作すると毎秒93kJを消費する。
- 蓄電池・個人用バッテリー・飛行ロボットなどの充電。
大まかに言って、エネルギーは以下のようにして存在する。
- 鉱石のかけらや石油／水の単位が、地上やベルト上やパイプ内にあるときのポテンシャルエネルギー（同じかけらや単位が地中や海中にあるときと比較して）
- ロボット・車両・アイテム・キャラクターが移動するときの運動エネルギー
- 武器や車両や火によってもたらされるダメージ
- 組み立てられたアイテムが、その原材料と比較して追加された秩序（すなわち減少したエントロピー）。
仕事の種類
Factorioでは、さまざまな方法で作業を観察することができる。そのほとんどは抽象的なもので、ゲームの中でジュールという単位で計測されるものではない。以下に例を示す。
- キャラクターが体や装備を動かし、採掘、建築、クラフトなどの作業を行う。現実と違ってエネルギーを必要としないため（つまりキャラクターは食事をする必要がない）、その効率は無限大である。一方、バイターとその巣は汚染を吸収し、そのエネルギーを使って移動し、噛みつき、唾を吐き、繁殖するようだ。
- 搬送ベルトや汲み上げポンプは、内容物をある場所から別の場所に移動させることで作業を行う。タレットは回転して狙いを定め、引き金を引くことで仕事を行う。非現実的だが、意識的な設計上の決定として、これらはいずれもエネルギー源を必要としないため、効率も無限である。
- タレット（および他の発射物）はまた、弾丸の推進剤の化学エネルギーを弾丸自体の運動エネルギーに変換することで仕事を行い、それ自体がダメージという形になって仕事をする。レーザー砲塔は電気をより直接的にダメージに変換する。火炎放射器や火炎放射タレットは油の化学エネルギーをダメージに変換する。
- 車両（自動車・戦車・列車）は燃料の化学エネルギーを運動エネルギーに変換している。車両がものにぶつかると、運動エネルギーの一部がダメージに変換される（これが衝突時に減速する理由である）。
- インサータと（汲み上げでない）ポンプは、アイテムや流体をある場所から別の場所に移動させることで仕事をする。これにはエネルギーが必要であり、燃料（燃料式インサータの場合）のことも、電気（その他の種類）のこともある。
- 燃料式掘削機と電動掘削機は、エネルギー（それぞれ燃料と電気）を地上にある鉱石の欠片に込められたポテンシャルエネルギーに変換する。油井もパイプの中に原油を送り込むことで、同じことをしている。
- 研究所は、サイエンスパックと電気を研究に変換することで仕事をする。
- アイテムを製造する、すなわち入力された製品を出力する製品に変換する機械（原油精製所や組立機など）は、構成部品をより秩序だった形態、つまり製品に組み立てることで仕事をする。秩序の増加という結果は、ポテンシャルエネルギーの一形態である。多くは電気を使用するが、主な例外は、石の炉と鋼鉄の炉である。
これらの仕事の種類も、ゲームではジュールで計測される。
- ボイラーは、燃料の化学エネルギーを熱に変換し、熱は水から蒸気を生み出す。
- 原子炉は、燃料棒の原子力を熱に変換する。熱交換器はヒートパイプによって運ばれたこの熱を伝えて、蒸気を生み出す。
- 蒸気機関と蒸気タービンは、蒸気に蓄えられたエネルギーを電気に変える。
- ソーラーパネルは太陽光を電気に変換する。(「太陽光」は消耗しない資源なので、これは事実上無限の効率を持つ)。
損失と汚染: 現実の物理との違い
効率（消費したエネルギーあたりの役に立つ仕事）の高い処理は、消耗が少ない。現実世界では、合計の仕事は、常に消費したエネルギーと等しい。しかし、役に立つ仕事がなされた量は、少なくなることがあり（普通そうなる）、決して多くなることはない。言葉を変えれば、処理は100%より大きい効率、つまり投入したエネルギー以上の仕事が行われることはない。これはエネルギー保存の法則として知られている。役に立つ仕事と合計の仕事の間の差は、損失またはエントロピーである。これは大抵の場合熱の形をとる。損失したエネルギーをすべて仕事に使うことが不可能であることは、熱力学の第2法則として知られている。
ゲームにおける多くの処理で、実際になされた仕事の量は定量化されない。しかし、これらは通常100%の効率ではない。この抽象的な非効率は汚染で表され、ほとんどすべての機械が仕事をするときに発生する（燃料が消費されるときに物理的な物質に起こることでもあるが）。例外の一つは、電気ネットワークである。現実の世界では電線や変圧器などが音を発したり、熱を発したりするが、Factorioでは電気ネットワークが汚染を引き起こすことはない。
Factorioでは、100%以上の効率を持つ場合がある。搬送ベルトや汲み上げポンプは電力を使わずに動作するし、タレットも電源なしで回転したり射撃したりする。プレイヤーは食事をする必要がなく、動き回ったり、何かを建築したりできる。