請問物質循環間之能量是如何流動的?
ⓐ能量為雙向流動ⓑ能量為單向流動ⓒ能量會流動,但有時雙向有時單向ⓓ 能量不會流動
2009年6月12日 星期五
作業:3.3.4.1~3.3.4.2重點
3-3 Energy Flow and Nutrient Recycling Sustain Ecosystems
1.Ecosystem and the biosphere are sustained through a combination of one-way energy flow from the sun and nutrient recycling. These two scientific principles of sustainability arise from the structure and function of natural ecosystems,the law of conservation of matter,and the two laws of thermodynamics.
此段重點為: 生態系統與生物圈被維持著是藉由結合單向的能量流動來自於太陽和營養循環.
2.Decomposers and detritus feeders are absolutely essential to life on the earth.They complete the cycling of matter by breaking down organic matter into simpler nutrients that can be reused by producers.Without decomposers and detritus feeders,the planet would be overwhelmed with plant litter,dead animal bodies,animal wastes,and garbage.In addition,most life as we know it could not exist because the nutrients stored in such wastes and dead bodies would be locked up and unavailable for use by other organisms.
此段重點為:分解者與生產者在地球上是絕對不可或缺的,它們能讓自然界中的物質能順利循環.
此兩段都在說明:物質循環與能量流動
1.Ecosystem and the biosphere are sustained through a combination of one-way energy flow from the sun and nutrient recycling. These two scientific principles of sustainability arise from the structure and function of natural ecosystems,the law of conservation of matter,and the two laws of thermodynamics.
此段重點為: 生態系統與生物圈被維持著是藉由結合單向的能量流動來自於太陽和營養循環.
2.Decomposers and detritus feeders are absolutely essential to life on the earth.They complete the cycling of matter by breaking down organic matter into simpler nutrients that can be reused by producers.Without decomposers and detritus feeders,the planet would be overwhelmed with plant litter,dead animal bodies,animal wastes,and garbage.In addition,most life as we know it could not exist because the nutrients stored in such wastes and dead bodies would be locked up and unavailable for use by other organisms.
此段重點為:分解者與生產者在地球上是絕對不可或缺的,它們能讓自然界中的物質能順利循環.
此兩段都在說明:物質循環與能量流動
2009年5月11日 星期一
3-3 energy flow and nutrient recycling sustain ecosystems 那段之說明解釋
生產者＋太陽能→消費者→分解者→無生命之化學分子→生產者＋太陽能
看到上面的式子,可以知道生產者.消費者與分解者是相互循環的,這三者在自然生態中都很重要,這三者中,一定不能缺少生產者和分解者,如果沒有生產者,所有的生物都沒有養分能維持生命;若缺少分解者,環境中將堆滿大量的動植物屍體與一些待分解的物質,使得環境髒亂不堪.上面的式子中,美經過一個過程(箭頭方向)能量就會損失一些.在這生態系統與生物圈被維持是藉由結合單向的能量流動從太陽與營養循環而來的.
本小節所要說的有兩個觀念與重點:1.物質的循環
2.能量的流動
2009年4月30日 星期四
2-1~2-5的作業
2-1什麼是科學?
科學是尋找自然的順序跟努力去發現自然是如何運作和使用知識去推測將發生什麼事
觀察→解說→預測→確認→評估→發表
1.觀察：用感應器官去注意自然現象或實驗中的種種轉變，並記錄下來。涉及的活動包括：眼
看、鼻嗅、耳聞和手的觸摸。
2.解說：將從觀察得的事實，加以解釋。
3.預測：根據假說引申出可能的現象。
4.確認：透過進一步的觀察和實驗去證實預測的結果 。
5.評估：根據經驗和結果主觀地評比或下結論。
6.發表：公佈成果。發表有很多形式，像是投稿或是發表會。
2-2什麼是物質
物質的定義：是具有質量和佔有空間的。
物質的組成 :1.原子 2.離子 3.分子 4.化合物－(1)有機化合物 (2)無機化合物
1.物質的最小單位，一個元素可被分割但仍保有其化學性質。
2.帶有1個或多個的正電荷或負電荷的原子。
3.可由2個或多個相同或不相同的原子組成。
4.是由2或多種元素以一定比例組成。
(1)含碳氫化合物、含氯的碳氫化合物、碳水化合物
(2)大部分不含碳之化合物。但仍有一些例外，如：碳的氧化物CO、CO2‚碳酸鹽Na2CO3、NaHCO3
‚氰化物或 硫氰化物NaCN、KSCN等。
2-3物質如何轉換
物理變化: 物質組成的原子、分子不變、排列也不變
化學變化: 物質的組成改變原子數目不變、種類不變、排列改變
核變化:
衰變:產生α、β粒子、γ射線
核分裂:用中子撞擊鈾-235原子核發生核分裂
核融合:將較輕的原子合成一個較重的原子核
2-4什麼是能量?它如何改變形式?
1.能量:動能:熱能和電磁輻射能
潛能:位能、化學能、核能
品質：高品質：能量集中可做功。
低品質：溫度低，不能做功，會將之釋放掉。
2.熱力學定律
1.熱力學第一定律：當能量轉換在物理和化學變化，從一個形成另一個時，沒有能量被創造或毀滅。
2.熱力學第二定律：當能量從一端轉縣另一端時，進來的能量品質較出來的品質好。
2-5我們如何更永續的利用物質能量
1.節約能源如隨手關電源避免不要的浪費
2.避免污染如多搭乘大眾運輸工具減少空氣污染
3.清除污染如設立法規使工廠能把污染物經處理後再排放
4.回收分類如把垃圾減量再利用
5.重複使用如減少消耗自然資源
科學是尋找自然的順序跟努力去發現自然是如何運作和使用知識去推測將發生什麼事
觀察→解說→預測→確認→評估→發表
1.觀察：用感應器官去注意自然現象或實驗中的種種轉變，並記錄下來。涉及的活動包括：眼
看、鼻嗅、耳聞和手的觸摸。
2.解說：將從觀察得的事實，加以解釋。
3.預測：根據假說引申出可能的現象。
4.確認：透過進一步的觀察和實驗去證實預測的結果 。
5.評估：根據經驗和結果主觀地評比或下結論。
6.發表：公佈成果。發表有很多形式，像是投稿或是發表會。
2-2什麼是物質
物質的定義：是具有質量和佔有空間的。
物質的組成 :1.原子 2.離子 3.分子 4.化合物－(1)有機化合物 (2)無機化合物
1.物質的最小單位，一個元素可被分割但仍保有其化學性質。
2.帶有1個或多個的正電荷或負電荷的原子。
3.可由2個或多個相同或不相同的原子組成。
4.是由2或多種元素以一定比例組成。
(1)含碳氫化合物、含氯的碳氫化合物、碳水化合物
(2)大部分不含碳之化合物。但仍有一些例外，如：碳的氧化物CO、CO2‚碳酸鹽Na2CO3、NaHCO3
‚氰化物或 硫氰化物NaCN、KSCN等。
2-3物質如何轉換
物理變化: 物質組成的原子、分子不變、排列也不變
化學變化: 物質的組成改變原子數目不變、種類不變、排列改變
核變化:
衰變:產生α、β粒子、γ射線
核分裂:用中子撞擊鈾-235原子核發生核分裂
核融合:將較輕的原子合成一個較重的原子核
2-4什麼是能量?它如何改變形式?
1.能量:動能:熱能和電磁輻射能
潛能:位能、化學能、核能
品質：高品質：能量集中可做功。
低品質：溫度低，不能做功，會將之釋放掉。
2.熱力學定律
1.熱力學第一定律：當能量轉換在物理和化學變化，從一個形成另一個時，沒有能量被創造或毀滅。
2.熱力學第二定律：當能量從一端轉縣另一端時，進來的能量品質較出來的品質好。
2-5我們如何更永續的利用物質能量
1.節約能源如隨手關電源避免不要的浪費
2.避免污染如多搭乘大眾運輸工具減少空氣污染
3.清除污染如設立法規使工廠能把污染物經處理後再排放
4.回收分類如把垃圾減量再利用
5.重複使用如減少消耗自然資源
2009年4月12日 星期日
省電燈泡的介紹
省電燈泡不是改良 而是我們台灣人發明的
也不是發明了省電燈泡
是省電燈泡的原理是他發明的
他是誰 就是鐘玉麟
發明人鐘玉麟在今年第三十二屆瑞士日內瓦國際發明展上，有項創新發明不僅榮獲能源類金牌首獎，並且獲得俄羅斯頒發的國家特別獎。這是一顆擁有五項專利的「防爆鋰電池」，它的設計巧妙簡單，只在電池內部結構上做了一些改良，就能讓化學性質不穩定的鋰在充、放電時不會爆炸，一舉解決了「手機電池在褲口袋裡起火」的疑慮。許多國際廠商見獵心喜，希望能爭取這項產品的生產權，但是產品發明者鐘玉麟卻婉拒了豐厚權利金的誘惑。他說：「這是台灣人的發明，當然要留在我們自己手上完成。」
在構造上，省電燈泡就像是一個較小的日光燈，其內結合了燈管與安定器（俗稱Light），故整體發揮出來的效果也比較像日光燈，具有許多優勢。隨著技術進步，省電燈泡除了一般的純白色之外，目前也提供了深淺不同的黃色，供消費者購買。
一般而言，省電燈泡的亮度要較傳統燈泡高上許多，若以目前慣用的W計算，省電燈泡在相同功率下，發光能力約是傳統製品的3.5倍左右；也就是說，若您原本使用60W的傳統燈泡，換裝省電燈泡時只需要購買17W左右的產品即可。也由於耗電率的降低，使得省電燈泡能有效節約能源，故受到較多肯定。
然而省電燈泡也並非毫無缺點，價格較高就是其第一個弱勢之處，相對傳統燈泡約在二十元左右的價格，省電燈泡大多要價百元以上；這是由於其構造較複雜，使得產品成本也因而較高不下，然而由於其有節能10%以上的表現，因此若長期使用，仍可在電費部份將價差省回來。另外，省電燈泡也不適用於可調式燈光，因此並非所有燈具皆可使用，值得注意。
省電燈泡的構造
安定器及點燈啟動設備都藏在燈頭裡面
也是螢光燈(日光燈)發光是靠安定器產生的瞬間高壓使
游離電子撞擊燈泡內壁的螢光粉而發光
省電燈泡和傳統燈泡的差別
一般燈泡是利用電流通過電阻線時，電流雙發產生互斥現象而使燈絲發熱發光。而省電燈泡就是將整組日光燈具濃縮製成，原理就和日光燈相同，是以燈絲加熱水銀使其氣化後再和電子撞擊，產生紫外線再由螢光物質吸收後發光。所以後者所需的熱耗損率比前者少，因此自能比前者省電。加上省電燈泡的燈管細小發光效率高，因此即使受到安定器的高溫剝削後，相同亮度也都會比白熱燈泡省電，這也就是省電燈泡為何能比白熱燈泡省電的原因了。
省電燈泡之所以能比白熱燈泡省電，主要原因是燈管細化的緣故。日光燈的發光原理與省電燈泡相同，為何亮度都輸給省電燈泡呢？其實很簡單，那就是大規格的日光燈管管徑過粗，分散了螢光物質的聚光點所致；同時，這也嚴重的打擊到日光燈的發光效率，使得日光燈在安定器的高熱耗電剝削之下，省電功效幾乎比白熱燈泡的優勢效率還低。日光燈如果是低瓦數的燈管，或許還能有些省電的功效，如果瓦數過大則大都非電子的日光燈都不具省電功效。
然而，省電燈泡的燈管口徑都不會超過直徑十二公厘，加上現在大都改良為電子式螺旋燈泡的緣故。因此省電燈泡不但燈管比日光燈細很多且發光效率也高很多之外，最重要的是省電燈泡螺旋燈體結構可以將最長的燈管縮減成一燈泡，因此將能夠有效的提升共振發光率並縮減燈管的遮蔽阻礙，進而使每瓦特所產生的燭光數直線上升。加上現今螺旋燈泡大都採用電子式安定器，因此燈泡不僅一開即亮外還可以有效的減低安定器的額外功率。使得螺旋燈泡的發光效率可以高達每瓦特7.2至9.6燭光/瓦特，這樣的效率足足比白熱燈泡的平均效率還高六倍以上，比傳統普通日光燈的平均效率還高四至五倍以上。所以改用螺旋燈照明，絕對可以省下大筆的電費支出。
以上的資料提供給同學做參考 希望能對省電燈泡有所認識
資料來源：網路 與 我的知識
也不是發明了省電燈泡
是省電燈泡的原理是他發明的
他是誰 就是鐘玉麟
發明人鐘玉麟在今年第三十二屆瑞士日內瓦國際發明展上，有項創新發明不僅榮獲能源類金牌首獎，並且獲得俄羅斯頒發的國家特別獎。這是一顆擁有五項專利的「防爆鋰電池」，它的設計巧妙簡單，只在電池內部結構上做了一些改良，就能讓化學性質不穩定的鋰在充、放電時不會爆炸，一舉解決了「手機電池在褲口袋裡起火」的疑慮。許多國際廠商見獵心喜，希望能爭取這項產品的生產權，但是產品發明者鐘玉麟卻婉拒了豐厚權利金的誘惑。他說：「這是台灣人的發明，當然要留在我們自己手上完成。」
在構造上，省電燈泡就像是一個較小的日光燈，其內結合了燈管與安定器（俗稱Light），故整體發揮出來的效果也比較像日光燈，具有許多優勢。隨著技術進步，省電燈泡除了一般的純白色之外，目前也提供了深淺不同的黃色，供消費者購買。
一般而言，省電燈泡的亮度要較傳統燈泡高上許多，若以目前慣用的W計算，省電燈泡在相同功率下，發光能力約是傳統製品的3.5倍左右；也就是說，若您原本使用60W的傳統燈泡，換裝省電燈泡時只需要購買17W左右的產品即可。也由於耗電率的降低，使得省電燈泡能有效節約能源，故受到較多肯定。
然而省電燈泡也並非毫無缺點，價格較高就是其第一個弱勢之處，相對傳統燈泡約在二十元左右的價格，省電燈泡大多要價百元以上；這是由於其構造較複雜，使得產品成本也因而較高不下，然而由於其有節能10%以上的表現，因此若長期使用，仍可在電費部份將價差省回來。另外，省電燈泡也不適用於可調式燈光，因此並非所有燈具皆可使用，值得注意。
省電燈泡的構造
安定器及點燈啟動設備都藏在燈頭裡面
也是螢光燈(日光燈)發光是靠安定器產生的瞬間高壓使
游離電子撞擊燈泡內壁的螢光粉而發光
省電燈泡和傳統燈泡的差別
一般燈泡是利用電流通過電阻線時，電流雙發產生互斥現象而使燈絲發熱發光。而省電燈泡就是將整組日光燈具濃縮製成，原理就和日光燈相同，是以燈絲加熱水銀使其氣化後再和電子撞擊，產生紫外線再由螢光物質吸收後發光。所以後者所需的熱耗損率比前者少，因此自能比前者省電。加上省電燈泡的燈管細小發光效率高，因此即使受到安定器的高溫剝削後，相同亮度也都會比白熱燈泡省電，這也就是省電燈泡為何能比白熱燈泡省電的原因了。
省電燈泡之所以能比白熱燈泡省電，主要原因是燈管細化的緣故。日光燈的發光原理與省電燈泡相同，為何亮度都輸給省電燈泡呢？其實很簡單，那就是大規格的日光燈管管徑過粗，分散了螢光物質的聚光點所致；同時，這也嚴重的打擊到日光燈的發光效率，使得日光燈在安定器的高熱耗電剝削之下，省電功效幾乎比白熱燈泡的優勢效率還低。日光燈如果是低瓦數的燈管，或許還能有些省電的功效，如果瓦數過大則大都非電子的日光燈都不具省電功效。
然而，省電燈泡的燈管口徑都不會超過直徑十二公厘，加上現在大都改良為電子式螺旋燈泡的緣故。因此省電燈泡不但燈管比日光燈細很多且發光效率也高很多之外，最重要的是省電燈泡螺旋燈體結構可以將最長的燈管縮減成一燈泡，因此將能夠有效的提升共振發光率並縮減燈管的遮蔽阻礙，進而使每瓦特所產生的燭光數直線上升。加上現今螺旋燈泡大都採用電子式安定器，因此燈泡不僅一開即亮外還可以有效的減低安定器的額外功率。使得螺旋燈泡的發光效率可以高達每瓦特7.2至9.6燭光/瓦特，這樣的效率足足比白熱燈泡的平均效率還高六倍以上，比傳統普通日光燈的平均效率還高四至五倍以上。所以改用螺旋燈照明，絕對可以省下大筆的電費支出。
以上的資料提供給同學做參考 希望能對省電燈泡有所認識
資料來源：網路 與 我的知識
位能為甚麼要用Ｕ表示呢？？
所謂<位能>，定義為
在交互作用力場中，因相對位置的改變或形狀的變化所產生或儲存的能量
位能的英文為 POTENTIAL ENERGY
為什麼不用P表示而用U？
因為 P (大寫)在物理上已經一般代表的是功率，而 p (小寫)在力學上代表的是動量
所以U只是一個符號
在交互作用力場中，因相對位置的改變或形狀的變化所產生或儲存的能量
位能的英文為 POTENTIAL ENERGY
為什麼不用P表示而用U？
因為 P (大寫)在物理上已經一般代表的是功率，而 p (小寫)在力學上代表的是動量
所以U只是一個符號
2009年4月11日 星期六
核分裂反應是損失甚麼質量
一般而言
說到核能反應就會想到愛因斯坦偉大的公式
e=mc2
（ｅ：能量 ｍ：損失的質量ｋｇ ｃ：光速）
核反應的方程式如下
235U92+n----->137Ba56+92Kr36+3n+能量（e=mc2）
英文字前面代表質量數
英文字後面代表原子序
U表示鈾，質量數235，原子序92
Ba表示鋇，質量數137，原子序56
Kr表示氪，質量數92，原子序36
n表示中子，質量數1
明明就是質量守恆
但為甚麼還會有能量損失呢
我們來探討一下吧
首先 你要先有一個概念 質量其實是能量
也就是說 損失質量能獲得能量
然後我們都知道物質的能量基本上分為兩種動能與位能
不同原子具有不同的位能
所以說 當你比較{一個中子和一個質子}與{氫原子(一質子+一中子)}的質量時
你會發現 兩者質量"並不相同"
原因就出在 氫原子間質子跟中子有束縛 另一個情況沒有束縛
簡單來說氫原子需要"能量"去綁住質子與中子 仔細想想我所說的
你應該就會懂 核反應中質量的虧損來源
換句話說
原子需要能量來ｈｏｌｄ住質子 中子 電子
而單獨存在的質子 中子 電子卻不需要這成能量的束縛
我這樣說吧
一個質子質量約1.0073 g/mol
一個中子質量約1.0087 g/mol
先不管電子
那一個由六個質子和六個中子組成的（碳12）
質量應該為多少？
剛好12.0000 g/mol
這是人定出來
而上面的數據都是以此標準推出來的
那我問你多的那些質量跑哪去了？
所以這就是我們說
當結合成原子核時會消耗質量形成核力
那反觀你的問題
我舉個例子：
以（質子）撞擊（鋰-7原子核）產生兩個（氦原子核）
質子的質量為1.0073 amu
鋰-7原子核為7.0160 amu
氦-4原子核為4.0026 amu
發現是不是質量也沒有平衡
核分裂為了打斷核力
所以犧牲了點質量換成能量
所以才會釋放輻射
輻射是能量就像光一樣
具有波動性和粒子性
但我們指的粒子並不是質子或中子
而是如：光子（次原子粒子）
說到核能反應就會想到愛因斯坦偉大的公式
e=mc2
（ｅ：能量 ｍ：損失的質量ｋｇ ｃ：光速）
核反應的方程式如下
235U92+n----->137Ba56+92Kr36+3n+能量（e=mc2）
英文字前面代表質量數
英文字後面代表原子序
U表示鈾，質量數235，原子序92
Ba表示鋇，質量數137，原子序56
Kr表示氪，質量數92，原子序36
n表示中子，質量數1
明明就是質量守恆
但為甚麼還會有能量損失呢
我們來探討一下吧
首先 你要先有一個概念 質量其實是能量
也就是說 損失質量能獲得能量
然後我們都知道物質的能量基本上分為兩種動能與位能
不同原子具有不同的位能
所以說 當你比較{一個中子和一個質子}與{氫原子(一質子+一中子)}的質量時
你會發現 兩者質量"並不相同"
原因就出在 氫原子間質子跟中子有束縛 另一個情況沒有束縛
簡單來說氫原子需要"能量"去綁住質子與中子 仔細想想我所說的
你應該就會懂 核反應中質量的虧損來源
換句話說
原子需要能量來ｈｏｌｄ住質子 中子 電子
而單獨存在的質子 中子 電子卻不需要這成能量的束縛
我這樣說吧
一個質子質量約1.0073 g/mol
一個中子質量約1.0087 g/mol
先不管電子
那一個由六個質子和六個中子組成的（碳12）
質量應該為多少？
剛好12.0000 g/mol
這是人定出來
而上面的數據都是以此標準推出來的
那我問你多的那些質量跑哪去了？
所以這就是我們說
當結合成原子核時會消耗質量形成核力
那反觀你的問題
我舉個例子：
以（質子）撞擊（鋰-7原子核）產生兩個（氦原子核）
質子的質量為1.0073 amu
鋰-7原子核為7.0160 amu
氦-4原子核為4.0026 amu
發現是不是質量也沒有平衡
核分裂為了打斷核力
所以犧牲了點質量換成能量
所以才會釋放輻射
輻射是能量就像光一樣
具有波動性和粒子性
但我們指的粒子並不是質子或中子
而是如：光子（次原子粒子）
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