ch7能量-預(yù)覽頁(yè)
【正文】 ： D 例題： 一瀑布高 63 m，設(shè)水流損失的重力位能全部變?yōu)闊崮?，此熱能被水所吸收?g＝ 10 m / s2，熱功當(dāng)量為 J / cal，則在瀑布底部的水溫約比頂部高若干 ℃ ？ (A) (B) (C) (D) 答案： B 例題： 焦耳「熱功當(dāng)量」實(shí)驗(yàn)，須控制重錘緩慢下落之目的為何？ (A)保持一定的動(dòng)能 (B)勢(shì)能之損失不計(jì) (C)重錘之動(dòng)能可不計(jì) (D)熱能較不會(huì)散失 答案： C 例題： 水在 100℃ 汽化時(shí)，水溫並未改變，但有吸收大量的熱，此熱量是用來(lái)改變水分子 (A)全部移動(dòng)動(dòng)能 (B)全部轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能 (C)全部振動(dòng)動(dòng)能 (D)位能。如太陽(yáng)光、紅外線、紫外線、可見(jiàn)光、 X光、 γ射線等電磁波，均具有輻射能。 二 、 其他能量形式的轉(zhuǎn)換 常見(jiàn)能量間的轉(zhuǎn)變： 化學(xué)能的轉(zhuǎn)換及利用 化學(xué)能 → 熱能 柴油或汽油在內(nèi)燃機(jī)中的燃燒，就是利用燃燒後所產(chǎn)生的熱能來(lái)推動(dòng)活塞，是交通工具動(dòng)力的來(lái)源 化學(xué)能 → 電能 由於電池內(nèi)部化學(xué)物質(zhì)的反應(yīng)，產(chǎn)生電流 光能的轉(zhuǎn)換及利用 光能 → 熱能 太陽(yáng)能熱水器利用太陽(yáng)光透過(guò)收集器將水加熱 光能 → 電能 利用太陽(yáng)電池將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變成電能 電能的轉(zhuǎn)換及利用 電能 → 動(dòng)能 家庭電器如電扇的轉(zhuǎn)動(dòng)、洗衣機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)或玩具小火車?yán)@行軌道運(yùn)行等就是電能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能 電能 → 熱能 電鍋、電燈等就是電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮? 聲能 → 電能 話筒中可藉由人的聲音振動(dòng)轉(zhuǎn)化成電流，使遠(yuǎn)端的親友可以聽(tīng)到你的聲音 例題： 下列有關(guān)各種形式的能量轉(zhuǎn)換之?dāng)⑹?，何者正確？ (A)綠色植物的光合作用：光能 → 熱能 (B)光使照相底片感光：光能 → 化學(xué)能 (C)水力發(fā)電：熱能 → 動(dòng)能 → 電能 (D)汽油燃燒使汽車行駛：化學(xué)能 → 熱能 → 力學(xué)能 (E)乾電池放進(jìn)手電筒供照明用：化學(xué)能 → 電能 → 光能 答案： BDE 1) 由於力學(xué)能可轉(zhuǎn)換成熱能，之前提過(guò)力學(xué)能守恆定律便不能成立，而必須擴(kuò)充為力學(xué)能與熱能之和的守恆律。 三 、 能量守恆定律 ? 愛(ài)因斯坦於狹義相對(duì)論中提出質(zhì)量也是能量的ㄧ種形式，給出了質(zhì)量與能量轉(zhuǎn)換的公式，質(zhì)量為 m 的物體，即便它是靜止的，也具有 靜能量 E， E 與 m 的關(guān)係為 E＝ m c2，式中的 c 為光速。這些消失的質(zhì)量正是核反應(yīng)巨大能量的來(lái)源。 2. 天然放射線的種類： 1898年， 拉塞福 分離出兩種不同的 射線，分別稱為 α射線與 β射線。 ? 1909年， 拉塞福 證明 α粒子是帶正電的氦離子。 ? 通常原子核在產(chǎn)生 α 或 β衰變時(shí)，都會(huì)伴隨 γ射線的放射。這些自發(fā)衰變，可區(qū)分成四種系列： 系列名稱 原子核質(zhì)量數(shù) 起始母核 最終穩(wěn)定核 釷系列 4n 錼系列 4n + 1 鈾系列 4n + 2 錒系列 4n + 3 23290Th23793Np23892U23592U20882Pb20983Bi20682Pb20782Pbα射線 β射線 γ射線 游離氣體的能力 最強(qiáng) 次之 （ α射線的 ） 最弱 （ α射線的 ） 感光能力 最弱 次之 最強(qiáng) 穿透能力 最弱 （約一張紙片即可阻止） 次之 （約 2公釐厚的鉛板可阻止） 最強(qiáng) （約 3公分厚的鉛板或數(shù)公尺厚的混凝土方可阻止） 在電場(chǎng)中的偏向 向負(fù)極偏折 向正極偏折 不會(huì)偏折 5. 放射線的性質(zhì) 例題： 原子核作一次 α衰變時(shí)，其原子序減少 2，質(zhì)量數(shù)減少 4；作一次 β衰變時(shí)，原子核內(nèi)一中子放出一電子後變成一質(zhì)子，因此質(zhì)量數(shù)不變，但原子序增加 1。以慢中子撞擊鈾 235 會(huì)產(chǎn)生多種分裂方式，主要分裂成兩個(gè)質(zhì)量不相等的原子核，並放出 2~3 個(gè)中子。一莫耳的鈾 235 發(fā)生分裂所釋放出的能量約為 2 10 13 焦耳，此相當(dāng)於燃燒 600 噸的碳所釋放出的能量。鈾 238 會(huì)吸收中子，但不會(huì)如同鈾 235 一樣產(chǎn)生分裂。鈽239 因與鈾 238 的化學(xué)性質(zhì)不同，較易分離而取得高純度的鈽 239。 ? 1942年 9月美國(guó)由 羅斯福 總統(tǒng)下令徵集科學(xué)精英，全力研製原子彈，此為著名的「曼哈頓計(jì)畫(huà)」。 5. 核能發(fā)電： ? 如果核分裂的連鎖反應(yīng)速率，能在控制的情況下，緩和地進(jìn)行，可以用來(lái)發(fā)電。它們的質(zhì)量 4He 為 ， 9Be 為 ， 12C 為 ，中子為 （ 1u = 10 27 公斤）。例如氘核和氚核皆為氫的同位素，當(dāng)氘核和氚核融合時(shí)，產(chǎn)生氦核，並產(chǎn)生一個(gè)中子且釋放出能量，其反應(yīng)式如下： 2 3 4 11 1 2 0H H H e n? ? ?反應(yīng)後總質(zhì)量約減少 10 29 kg，所產(chǎn)生的能量為 10 12 J，一公斤的氘和氚進(jìn)行核融合所產(chǎn)生的能量，相當(dāng)於一千萬(wàn)公斤的碳燃燒所產(chǎn)生的能量。 3. 氫彈： 1952年第一顆利用氘融合的氫彈，在太平洋環(huán)礁試爆成功，進(jìn)行核融合的高溫條件，是由氫彈中內(nèi)藏的原子彈先行引爆所提供。 2. 游離輻射的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)： 1) 優(yōu)點(diǎn)：可用於農(nóng)產(chǎn)品的保鮮、機(jī)械結(jié)構(gòu)的檢測(cè)、 X光體檢、核子醫(yī)療檢查及放射性治療。 1 Sv＝ 1 j／ kg＝ 104 erg／ g 1 mSv＝ 1毫西弗＝ 10－ 3 Sv＝ 10 erg／ g 3) 輻射劑量的定義為「輻射對(duì)人體影響的程度」，通常以單位體重所接受的輻射能量來(lái)計(jì)算。所有患者都可在數(shù)週內(nèi)復(fù)原 2020 ～ 6000 嘔吐、嚴(yán)重血液變化、出血和感染，且於兩週後脫變。 2. 雖然「能量守恆」一定成立，但在能量轉(zhuǎn)換的過(guò)程中，總有一部分會(huì)轉(zhuǎn)換成無(wú)法再利用的能量。如此一來(lái)，即可以用較低的電流來(lái)傳送電能，來(lái)達(dá)到降低熱耗損，提高電能傳輸效率的目的。 3. 汽電共生系統(tǒng)不但具有較高的環(huán)保功能，也能有效節(jié)能。又如以省電燈泡來(lái)取代白熾燈泡，像 LED 燈具，其耗電量只有白熾燈泡的八分之一。 3. 和化石燃料與核燃料相比，再生能源是較乾淨(jìng)、低汙染的能源，就生態(tài)與人類永續(xù)發(fā)展的角度而言，是必須重視的能源。 【 】 答案： D THE EN
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