能源----徐博扬-PowerPointPresent

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资源描述

第一部份、最古老的能源(煤)第二部份、最重要的能源(石油)第三部份、最具威力的能源(核能)第四部份、氢燃料时代第五部份、明日能源因应之策煤的成因古代生长在沼泽中的植物死亡后,因细菌的生物作用及地下的高温、高压作用,经过长期的变化而成。煤的成份绝大部份为碳,另外有少许的氢、氧、硫等,埋在地底下的时间越久,含水及其他挥发成份越低,煤质越佳。含碳量90%以上的叫无烟煤,一般作为家庭燃料用,含碳量70-90%的叫烟煤,一般作为工业燃料用,含碳量50-70%的叫褐煤,含碳量50%以下的叫泥煤。煤的燃烧与污染C+O2→CO2每莫耳放热94千卡,但由于其所含之不纯物,燃烧后产生NO,SO2等污染物,会引起咳嗽及酸雨,另外燃烧后之煤灰,部份飞散于空气中,亦会造成空气污染。煤的含碳量越高,燃烧越完全,所造成的空气污染越轻微。煤的用途与干馏把煤隔绝空气在1200℃下强热,使其分解,可得固体之煤焦主产物,液体的煤荅及气体的煤气。挥发性气体溢出即为煤气,内含甲烷、氢气一氧化碳等气体。黑色油状物为煤荅,分馏后的产物为煤焦油及沥青。固体的煤焦可用来炼钢,将氧化铁还原成铁,以及滤水器之活性碳过滤器。由于煤矿运输上之不便,以及其费用之高昂,经干馏之煤气可经由管路直接经由气体扩散传送,节省许多运输成本。石油的成因与成份远古时代之动植物死亡后,与泥沙沉积在地底部,因细菌的生物作用,经过长期的变化渐渐分解,氧、氮元素消失,剩下的碳和氢键结而成碳氢化合物。再经几百万年来,地下的高温、高压作用,进行复杂而缓慢的化学作用,逐渐形成了黏稠的液态石油及气态的天然气,其成份大部分为碳氢化合物。从地底下抽出的石油称为原油,为一烃类混合物。原油的分馏与用途分馏与蒸馏之区别:分馏为许多次的蒸馏集合而成,一般使用于较复杂之混合物分离。中油公司之特征许多的水管与油管交错而成,因为整个厂房就是一个分馏设备而已。中油公司之标志废气排气管非常的高,顶端的火焰长年不断,因为废气中仍含有许多易燃的油气,排放于空气中会造成严重之空气污染,所以必须在烟囱口烧掉。石油分馏的产物油气(20℃以下)(1-4碳)(家庭用燃料)石油醚(20℃-60℃)(5-6碳)(家庭及工业用溶剂)轻油(60℃-200℃)(6-12碳)(汽车用汽油)煤油(175℃-275℃)(10-18碳)(飞机用燃料)柴油(250℃-400℃)(12+碳)(卡车轮船用燃料)重油(300℃以上)(20+碳)(燃料油润滑油)沥青(不挥发之残余物)使用汽油引擎与柴油引擎之不同柴油燃料较为便宜,但燃烧后之排放废气非常难闻,只有宾士汽车公司有柴油引擎之汽车,在台湾并不流行,因派头不足。石化工业之污染属于大量生产之高污染工业,由于其对环境之影响较大,一般已开发国家皆已不再进行此项工业。液化天然气的污染液化天然气燃烧后只产生二氧化碳及水,污染很低。原子弹核分裂之链锁反应迅速发生,在极短之一霎那间放出大量能量,一颗原子弹约等于十万吨黄色炸药之威力,而且在爆炸同时产生极强之辐射线,造成日后重大之生态失衡。二次世界大战时,U-235用于广岛,钸-239用于长崎。原子弹的发现主要是爱因斯坦等人于第二次世界大战期间在美国发明的,但这也是爱因斯坦一生中最后悔的事。原子弹爆发时产生之射线:α射线(氦原子核)(穿透能力最弱,一张纸即可挡住)、β射线(电子流)(穿透能力其次,须铅板才能挡住穿透)、γ射线(能量电磁波)(穿透能力最强,须30公分厚之水泥墙才能挡住穿透)。核能发电原子核反应有两种方式:核融合、核分裂。核分裂为重原子核被中子撞击,分裂为两种以上之新轻原子核和中子,以及大量的能量。核融合为两个轻原子核,在带有极大的能量下,互相撞击,结合成一个较重的原子核,并放出大量的能量,太阳内部即不断的进行核融合反应中。目前世界上运转的核能发电厂皆使用核分裂之能源。核能发电之主要原料为铀,天然铀U-238内含约0.7%U-235,3%,即可提供核能发电用,原子弹则为95%浓缩物。(E=mC2)为核能之公式,一克即可产生1014焦耳能量,因此非常惊人。煤约可再用500年左右,石油期限只剩下50年,铀矿约可使用五十年,但新技术(快滋反应炉)可将核废料再生(将核废料之U-238转为Pu-239),延长核能之使用寿命数十倍。核能发电之最大好处,原料体积甚小,战争时贮存容易。核能医疗居里夫人发现镭之放射性,可以杀死癌细胞,但在其同时亦会杀死正常细胞,所以会有头发掉落、恶心想吐之现象。可利用少量放射性元素进行身体检查及追踪用途。氢被视为环保救星氢为地球上最单纯、最普遍的化学元素,由于其燃烧后产物为水,早就被喻为环保救星。但目前仍有不易取用的问题,目前氢气主要来源为电解水,但用电换氢,费用太高,而且液态氢温度太低,处理上非常不方便,且配送不易,不符合经济效益。最重要的,1937年兴登堡号氢气飞船爆炸事件,也使人们对氢气感到畏惧。氢燃料售价较高危险性较低氢燃料的价格为汽油的三倍,氢燃料引擎为汽油引擎的两倍,虽然在技术改进及大量生产后,价格会下降,但永远不可能像目前汽油燃料般的方便和便宜。但其最大的利基为废气的污染非常少,不会产生温室效应问题的二氧化碳,与空气燃烧产生的一氧化氮只有汽油引擎的30%以下,对环保问题越来越严重的地球而言,氢是环保问题唯一的永久解决之道。氢燃料引擎的安全性非常之高,整个燃料箱可以在摄氏900度的高温一个小时,燃料箱破洞、气体外漏皆不会产生爆炸。目前最大的问题是建立一个遍及全国的液态氢气供应网,所以全世界各大工业国,目前正积极推展瓦斯车,作为将来推广氢燃料车的过渡阶段,贮存运送天然瓦斯的设备和氢燃料一样,可以立即换用。BMW汽车公司BMW公司于去年六月推出四部氢燃料车,其最大马力为150马力、时速为210公里,比起汽油的210马力、240时速亦不逊色太多。燃料桶内加满氢燃料后可以跑400公里,约只有汽油车的一半。宾士汽车公司宾士公司是以氢燃料电池为主要动力,氢燃料电池运作的原理是和电解水相反的方法,在阳极通氢气,在阴极通氧气,利用白金催化氢气分解为质子与电子,质子再与氧气生成水,反应过程中产生之电子流动即可提供汽车使用。这种氢燃料电池唯一生成物为水,一点都没有污染问题,目前许多世界著名车厂皆大力研发此一燃料电池中。但目前其动力只有45马力,最高时速110公里,行程250公里,无法长途使用。氢气来源目前氢气来源为消耗大量石化燃料发电,电解水来得到氢气,显然不合乎经济效益。在德国、加拿大和美国等地正研究利用廉价的太阳能或水力发电来取得氢气。触媒化学家亦尝试使用触媒,由石化原料进行催化反应取得氢气。明日能源因应之策核能的不稳定性及其高度危险性,令人无法信任,而目前的廉价石油约有35年可用,煤矿也只能维持200-300年,积极寻求新能源实为当务之急。氢气的来源为海水,源源不绝,科学家目前正利用各种天然方式发电,例如风力、地热、潮汐、太阳能以及水力发电来储存氢气,并广设氢气储存设备,及其运输系统来为未来能源铺路。在欧美各地已经热烈的展开研究计划,氢气能源将是我们这一代留给下一代最珍贵的遗产。一些生活能源小常识电池放在冰箱里,会较为耐久些。冷的铁片较热的铁片容易导电。铅笔不可以导电,但铅笔心可以导电。电力的单位为瓦特,电压的单位为伏特,电流的单位为安培。家中插头之交流电电流为双向流动,电池之直流电为单向。AC,DC,PC之意义交流电,直流电,爆米花。小鸟能站在高压电线上之主要原因:不构成回路。世界任何国家所有的插座都有两个洞,因为电流必须构成回路。带眼镜从外面进入冷气房,镜片上会有雾状,主因为:水蒸气凝结于眼镜表面,产生水滴。柠檬汁写在纸上可以用作隐形墨水,因为:柠檬酸会破坏纸纤维,造成熨斗加热后之破坏纸纤维变色,而浮出字来。晾衣服会干之主要原因为:分子以不同速度运动。人造云时,须有灰尘或烟雾,才能使水蒸气找到东西附着而凝结,压缩瓶内空气时,突然扩张体积,会在瞬间降低瓶内温度,而使空气中之水蒸气凝结。

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