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自然資源  自然資源: (1)自然資源:在自然界中,人類所能利用的物質與能量 (2)再生能源與非再生能源:依能源是否能循環再使用區分  能源:能量的來源,可源自 物質 與 能量 。  再生能源:取之於自然,生生不息。

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1 自然資源  自然資源: (1)自然資源:在自然界中,人類所能利用的物質與能量 (2)再生能源與非再生能源:依能源是否能循環再使用區分  能源:能量的來源,可源自 物質 與 能量 。  再生能源:取之於自然,生生不息。  太陽能 、 風力 、水力、地熱 、生質能 、 海洋能。  非再生能源:存量有限,日漸枯竭,難以再生。  煤、 石油、 天然氣 、 鈾礦。

2 初級能源與次級能源 (3)初級能源與次級能源:依能源轉換程度區分  初級能源:天然形成,不需轉化就能使用  次級能源:將初級能源轉化而成  如:電能、 汽油、液化石油氣 。

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4  非再生能源 -煤 -石油和天然氣 煤:會燃燒的石頭

5 非再生能源 煤  非再生能源: (1)非再生能源: 化石燃料(煤、石油、天然氣)和鈾礦 (2)煤:  成因:古代石炭紀(2~3 億年前) 植物遺骸埋在地下沉積物  經由長時間 高溫、 高壓 形成的  成份:主成分 C 及 H、O、N、S其他元素。  含碳量愈高,燃燒釋放熱量愈多  主要用於火力發電  比較:煤是古代植物轉變而成;木炭是木材經而 乾餾形成的

6 非再生能源 石油和天然氣  非再生能源: (3)石油與天然氣:  成因:古代 浮游生物 和 動、植物 遺骸埋在地下沉積物  經由長時間 高溫 、 高壓形成的  石油成分:主成分 碳氫化合物;及 O、N、S其他元素。  天然氣成分 :主成分 甲烷 可燃性氣體  俗稱 天然瓦斯 。

7 石油的分餾 (媒體;1,6’58” ;2)  石油的分餾: (1)分餾原理:成分物質 沸點不同而分離  分餾為 物理 變化  採 區段溫度收集,收集物為 混合 物 (2)分餾塔收集物之沸點高低:(碳數多寡) 。 A B C D E F 殘餘產物、瀝青 煉油氣、液化石油氣燃料 石油醚、輕油、汽油 煤油、航空汽油 柴油 石蠟、潤滑油 原油蒸發物 G 火爐 原油 沸點愈高 碳數愈多 沸點愈低 碳數愈少

8 石油的分餾 比較  石油的分餾: (3)比較: 分餾 蒸餾 乾餾 反應變化 物理變化 化學變化 熱量變化 吸熱 原理 成份物質 沸點差異
石油的分餾 比較  石油的分餾: (3)比較: 分餾 蒸餾 乾餾 反應變化 物理變化 化學變化 熱量變化 吸熱 原理 成份物質 沸點差異 有機化合物 的裂解 應用 混合物分離法 實例 石油分餾 海水淡化 木炭製作 說明 收集物為混合物 收集物為純物質

9 汽油的爆震現象 Knocking  爆震現象: (1)意義:汽油在汽缸中燃燒不均勻,會出現 爆震現象,會使動力效率降低並傷害引擎。 (2)辛烷值( ON 值):用來表示汽油抗爆程度的比較標準 數值:0 ~ 100(異辛烷定為100;正庚烷定為 0)  辛烷值愈高的油品,表示抗爆震性 愈好 。  辛烷值愈高的油品,燃燒時對引擎的傷害 愈小。  95 無鉛汽油之抗震爆強度相當於標準油中: 含有的 95% 異辛烷及 5%的正庚烷之抗震爆強度

10  抗震程度:92無鉛 < 95無鉛 < 98無鉛
(3)抗震劑:  若含鉛:添加四乙基鉛,能提高辛烷值,但造成空氣污染  若無鉛:稱為無鉛汽油,須與引擎配合不得隨意添加  現行油品的抗震程度:  抗震程度:92無鉛 < 95無鉛 < 98無鉛

11  核能與核能發電 非再生能源 -核能

12 非再生能源 核能  非再生能源-核能: (1)原子核 衰變 :不穩定的原子核放出放射線,直到變成穩定的元素

13 種類 α射線 β射線 γ射線 本質 氦原子核 高速電子 高能量電磁波 電性 帶正電 帶負電 不帶電 穿透力 最弱 中 最強
放射線的三個種類與性質:拉塞福發現 種類 α射線 β射線 γ射線 本質 氦原子核 高速電子 高能量電磁波 電性 帶正電 帶負電 不帶電 穿透力 最弱 最強

14 非再生能源 核能  非再生能源-核能: (1)原子核衰變:  αβγ放射線的穿透力比較示意圖:強度  α射線以一張紙可阻擋、β射線 3mm鋁片可阻擋  γ射線以100cm 鋼筋混凝土或20cm鉛板可阻擋 紙 鋁 鋼筋混凝土

15 質能互換  衰變使原子核質量減少(不符合質量守恆),產生新的元素, 並產生巨大的能量
 衰變使原子核質量減少(不符合質量守恆),產生新的元素, 並產生巨大的能量 非再生能源-核能: (2)質能互換:  提出者:愛因斯坦  內容:物質與能量能夠互相轉換,稱為「 質量互換 」。  核反應所減少的質量可以轉變成能量

16  質能互換公式: 符號 E m C 單位 焦耳 公斤 公尺/秒

17 核能發電  核能發電: (1)核反應:  核衰變:有些同位素的原子核,會放出放射線,直至穩定  說明例,原子核釋出一個α粒子時:( ) 其原子序變化? 減少2;質量數變化? 減少4。  α或β衰變發生時,都會放出 射線 質量數守恆 原子序守恆

18 核能發電  核能發電: (1)核反應:  核分裂:大原子核分裂成小原子核,如: 核能發電廠 。  核融合:二個小原子核融合成大原子核,如: 太陽 。

19 中子 原子核 核分裂 核融合 極高溫下發生

20 核能發電  核能發電: (2)核能發電:  核反應燃料:3~5 ﹪的 濃縮鈾235 。( 增加分裂機會)  核能:在核反應器中,利用 核分裂方式產生熱能,使水變成水蒸氣,以推動汽輪機,帶動發電機而發電  慢中子撞擊鈾-235 使原子核發生連鎖反應 (媒體:1,50” ;2,1’11” ;3,1’20”) ( 鈾礦,含 U-235含量 0.7% )

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22 核能發電  核能發電: (2)核能發電:  發電基本原理:  反應爐外圍有2公尺厚的鋼筋混凝土圍阻體,防止輻射線外漏。  核廢料仍有放射性,需要妥善處理  台灣目前有 座運轉中的核能電廠 含鎘、硼材質, 可吸收過多中子 控制棒 蒸氣產生 核燃料 反應爐 壓縮槽 冷卻水泵 蒸氣 發電機 冷卻水 (海水) 汽輪機 U-235燃料棒

23 範例解說 1.如圖所示,α、β、γ放射線分別沿著如圖的軌跡,射入兩磁極中間, 則三射線 所受磁力的方向為何? 射線 α β γ 偏向  右手開掌定則 向上 向下 不偏 α、β、γ α、β、γ F B I I F B 2.( )下列有關核能發電的敘述,何者錯誤?(A)核燃料可產生比同 質量的煤或石油更多的能量 (B)核電廠的反應爐須使用能阻擋 放射線的圍阻體來遮蔽 (C)核燃料中具放射性的原子經核反 應後,變成不具放射性的原子(D)為了抽取大量水以冷卻發電 機組,核電廠常建立於海邊或河邊。 C

24 範例解說 3. 1公克的物質若完全轉換成能量,相當於 焦耳。
3. 1公克的物質若完全轉換成能量,相當於 焦耳。 1公克的鈾-235完全分裂後所產生的能量: 和燃燒 2000公斤的石油, 或 3000公噸的煤炭的能量, 或是看 23 萬小時電視(100瓦特)的電能是相同的。 4. a公克的 A 原子若發生衰變時,衰變成b公克的 B 原子及放出 c公克的放 射線。則轉換的能量為 焦耳。

25 範例解說 5.( )有一不穩定的放射性元素 原子核在衰變過程中,只放出α 射線(α= )。下列何者為 原子核衰變後之Z原子核 ?( 之左上角數字為該X原子核中質子數與中子數之和, 左下角數字為該原子核中的質子數) (A)   (B) (C)   (D) 。 A 原子核釋出一個α粒子時:( ) 其原子序變化? ;質量數變化? 。 減少 2 減少 4

26  發電的形式 所謂「抽蓄發電」: 係利用上、下兩座不同高度的貯水池(上池、下池)之間的位能,使上池的水流流至下池的電廠而發電,以供應白天用電尖峰時刻的需求,等到夜間離峰時刻,再利用由核能及火力發電的剩餘電力將下池的水抽回上池,以便白天再發電。。 明潭抽蓄發電廠

27 發電的形式  發電的形式: (1)能量轉換的過程:  核能發電: 核 能  熱能 動能  電能。  火力發電: 化學能  熱 能  動 能  電能

28 燃燒化石燃料  易造成酸雨(pH<5) 及煤灰的汙染

29 發電的形式  發電的形式: (1)能量轉換的過程:  水力發電供電: 位 能  動 能  電能 (不經熱能)

30 發電的形式  發電的形式: (2)台灣日常生活用電的來源:  用電來源比例: 火力發電> 核能 發電> 水力發電。  統計圖表:
 發電的形式: (2)台灣日常生活用電的來源:  用電來源比例: 火力發電> 核能 發電> 水力發電。  統計圖表: 燃料仰賴進口

31  再生能源 ─ 冷水 ── 熱水 ↘↘ 太陽 能板 陽光

32 再生能源的種類與示意圖  再生能源: (1)再生能源的種類:  太陽能  風力  水力  地熱 生質能  海洋能 (2)再生能源示意圖:

33 生質能與海洋能  生質能: (1)意義:將 有機物 ,經化學反應後所產生的能量。 (2)來源:  直接燃燒牲畜糞便、農作物殘渣、垃圾等  由能源作物(如大豆、向日葵),提煉生質柴油  種植甘蔗或玉米,可製成 酒精,可作為汽車燃料。

34  海洋能: (1)意義:利用海水的漲、退潮的 動力位能,轉換為電能 (2)應用:潮汐、溫差、海浪、海流來發電:如潮汐發電。
 海洋能: (1)意義:利用海水的漲、退潮的 動力位能,轉換為電能 (2)應用:潮汐、溫差、海浪、海流來發電:如潮汐發電。 漲潮 儲水池 退潮 水流方向

35 各種能源的比較  各種能源的比較: 核能 風力 水力 生質能 優 點  成本低  燃料體積小  運送容易  排放廢氣少  無污染
 無污染  單位成本低  防洪灌溉  較環保  來源豐富  技術簡單 缺點  熱污染高  廢料難處理  核災變嚴重  建廠成本高  土地需求大  輸電成本高  供電不穩 (風速限制)  妨礙鳥飛行  築壩成本高  地理限制  妨礙生態  仍空氣汙染  需土地種植


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