暗影魂 2007-3-17 22:13
「能源」的種類
[table=450][tr][td=2,1][table=450][tr][td][font=Arial, Helvetica, sans-serif][size=5][color=#9966cc][b]「能源」的種類[/b][/color][/size][/font][/td][/tr][/table][img=450,6]http://resources.emb.gov.hk/envir-ed/globalissue/images/hline_2.gif[/img] [/td][/tr][tr][td=1,1,15] [/td][td=1,1,450][font=Arial, Helvetica, sans-serif][size=3][b][font=Arial, Helvetica, sans-serif][size=5][color=orange][b]能[/b][/color][/size][/font]源可分為兩類：不可再生能源和再生能源。[/b]
[b]a. 不可再生能源[/b]
[list][list]不可再生能源是不能補充復原的。化石燃料和核能都是不可再生能源的例子。
[/list][b]i)[/b] 化石燃料 - 煤、石油和天然氣
[list]煤、石油和天然氣是三大種類的化石燃料。它們是在很多百萬年前形成的。因為它們由已分解的植物和動物物質變成，所以叫「化石燃料」。化石燃料廣泛用於發電和推動交通工具上。
當植物和動物死後，它們會分解和被掩藏。由於受著高壓和高溫影響，很多年後，它們便會轉為化石燃料。黑色的、像石頭般硬的就是煤；稠稠的液體就是石油；而天然氣通常發現於石油附近。天然氣是高度易燃的氣體，其主要成份是甲烷(CH4)。這些燃料全都是從地下提取的。
由於化石燃料是不可再生的能源，據估計，化石能源將會在未來的五十到一百年內被開採殆盡。而且，化石能源需要很多年後才能再形成，所以我們應節約化石燃料。
[/list][b]ii)[/b] 核能
[list]核能是原子裡的能量。其中一條宇宙定律是物質和能量是不可被創造或消滅的，但物質和能量可以互相轉化。愛恩斯坦推算出一條公程式(E = mc2 : 能量 = 質量 x 光速2)去論述物質和能量之間的互相轉化。當原子核分裂或組合時，便會釋放巨大能量。[b]核裂變[/b]就是利用原子核分裂放出的能量來發電；而[b]核聚變[/b]就是利用多個小原子核組合時釋放的能量來發電。
當一原子核分裂時，它會分成數個小分裂碎片，二至三個中子亦會釋放出來。這些碎片的質量總和比原來的質量少。根據愛恩斯坦定律，那「少了」的質量(大約為原來質量的百分之零點一)轉化為能量。當一重原子的核子吸住一中子時，便會發生原子核分裂。核分裂亦有時是自發反應。
連鎖反應是指核裂變時釋放的中子會引致最少另一個原子核的分裂。這個原子核又會製造中子，這個過程會重複下去。這個過程可以是受控的(核能)或不受控的(核武器)。在受控的反應中，多餘的中子會被吸收(如被石墨所吸)，而釋放出來的能量會轉化為熱能。熱能會用來把水煮沸，從而推動渦輪，產生電力。
核聚變就是指數個小原子核結合時，大量的能量會被釋放。 太陽和星星的能量就是來自核聚變。在氫氣彈裡， 氫的兩個同位素氘和氚會組合成氦的核子和中子。 核聚變釋放的能量亦可用於把水煮沸，產生出來的蒸氣可推動渦輪來發電。
[/list][b]b. 可再生能源[/b]
[list][list]可再生能源是可補充或復原的。地熱、水力、海洋能、太陽能、風力和生物量都是可再生能源。
[/list][b]i)[/b] 地熱能
[list]在地殼下有一層溫度極高的液體狀石頭，稱為「岩漿」。當地下水被岩漿加熱時，溫泉或噴泉便會形成。例如日本就有很多溫泉。
地下熱水放出的水蒸氣，可作發電之用。在地熱發電廠裡，地下熱水蒸發成水蒸氣，推動渦輪產生電力。這種發電方法是美國加州重要電力來源。加州的地熱發電，佔全球地熱發電量的一半。
[/list][b]ii)[/b]水 力
[list]水的流動可用來作功。例如流動水可用作推動木輪，而木輪又會推動磨坊以作磨粉和玉米。流動水亦可作發電用。
水壩會建於河流的某點，阻截水流。在水壩後面建有一個水塘。流動水流經裝有渦輪的推動室，推動渦輪，產生電力。
[/list][b]iii)[/b]海洋能
[list]海洋能是位能的一種，海洋能的應用至今仍在試驗中，所以並不是非常普遍。基本上有三種可以應用的海洋能：[b]浪、潮和海洋熱能[/b]。
利用海浪的能量來發電的原理和風力發電相似。在海浪發電廠裡有很多小室(見下圖)。海浪令小室內的內位起伏，令小室內的空氣排入排出。這會產生氣流，推動發電機。
[img]http://resources.emb.gov.hk/envir-ed/globalissue/images/wave_power_plant.jpg[/img] [font=Arial, Helvetica, sans-serif][size=2]海浪發電廠的渦輪及發電機。海浪引致的空氣流動會推動渦輪及發電機。
圖片來源: [url=http://www.energy.ca.gov.education/][color=#1d57a3]http://www.energy.ca.gov.education[/color][/url][/size][/font]
利用潮能發電，跟水力發電的原理相似。海岸旁會興建一個水壩，在潮漲時將海水儲起。潮退時，海水會被放出並流經渦輪，推動發電器。
海水的溫差也是位能的一種，叫做[b]海洋熱能[/b]。日本和夏威夷都有利用這種海洋熱能作一些實驗性計劃。要運用海洋熱能，較暖的水面和較冷的深水之間的溫差最少要有3oC 。在發電過程中，一種低沸點的液體(如氨)會被暖的海水加熱而蒸發。蒸氣可推動渦輪；或者，蒸氣被減壓而擴張，推動渦輪和產生電力。
[/list][b]iv)[/b] 太陽能
[list]太陽光給我們溫暖。在某些國家，利用太陽能燒水作家居用途是非常普遍的。事實上，太陽能燒水器早於1890年代便開始為人使用，當時第一個太陽能加熱器在加州。太陽能燒水器的吸光物質(燒水器上的深色表層)會把太陽能轉化為熱能，然後熱能會被儲在液體(水)之中。
除了直接加熱外，太陽能亦可循兩種途徑發電：一是[b]太陽熱能電[/b]，另一是[b]太陽能電池[/b]，或稱[b]光電池[/b]。太陽熱能電可視作為太陽能燒水器的改進。太陽光會透過拋物線柱面鏡聚焦，把水煮沸，而產生的蒸氣亦可用來推動發電器。
[img]http://resources.emb.gov.hk/envir-ed/globalissue/images/Parabolic.jpg[/img] [font=Arial, Helvetica, sans-serif][size=2]拋物線柱面鏡將太陽光聚焦以用作把水煮沸。把水煮沸時產生的蒸氣，可用作推動發電器。
圖片來源: [url=http://www.energy.ca.gov/education][color=#1d57a3]http://www.energy.ca.gov/education[/color][/url][/size][/font]
光電池技術於1950年代開始發展。光電池就是直接將太陽的放射能量轉為電力。原理就是太陽能會激活電池一極的電子，令電子離開那一極的表面；而電池的另一極會吸引這電子。於是，電子會從太陽能電池的一極流向另一極，產生電流。這個方法比較直接，而且太陽能電池非常輕巧，可隨身攜帶。
[img]http://resources.emb.gov.hk/envir-ed/globalissue/images/Photovoltaic_electricity.jpg[/img] [font=Arial, Helvetica, sans-serif][size=2]光電池
圖片來源: [url=http://www.energy.ca.gov/education][color=#1d57a3]http://www.energy.ca.gov/education[/color][/url][/size][/font]
[/list][b]v)[/b] 風力
[list]風力用作推動小船和磨碎穀物，或於風車中用作泵水已有很多年歷史。例如，在荷蘭的低窪地區，利用風車用作泵水已有百年歷史。風力亦可用作發電。有風時，風車的葉片便會旋轉，轉動的葉片繼而推動渦輪內的發電機。
[img]http://resources.emb.gov.hk/envir-ed/globalissue/images/wind_turbine.jpg[/img] [font=Arial, Helvetica, sans-serif][size=2]風力渦輪的結構。 風力推動葉片，發電機內的渦輪便會產生電力
圖片來源: [url=http://www.energy.ca.gov/educaiton][color=#1d57a3]http://www.energy.ca.gov/educaiton[/color][/url][/size][/font]
[/list][b]vi)[/b]生物量能
[list]生物量能是指家居廢物，包括紙造的產品、落葉、枯樹、食物殘渣、樹皮、鋸屑和橡膠等。這些物件通常被認為是沒有儲能的，但生物質科技的發展告訴我們家居廢物是可用作能源的。一些生物過程(如生物質的發酵過程)會產生氫和乙醇等化合物。這些可燃燒氣體可用於推動車輛，甚至發電。
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