ch7能量-免費閱讀
【正文】 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。 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。 2. 雖然「能量守恆」一定成立，但在能量轉(zhuǎn)換的過程中，總有一部分會轉(zhuǎn)換成無法再利用的能量。 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「輻射對人體影響的程度」，通常以單位體重所接受的輻射能量來計算。 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。它們的質(zhì)量 4He 為 ， 9Be 為 ， 12C 為 ，中子為 （ 1u = 10 27 公斤）。 ? 1942年 9月美國由 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「曼哈頓計畫」。鈾 238 會吸收中子，但不會如同鈾 235 一樣產(chǎn)生分裂。以慢中子撞擊鈾 235 會產(chǎn)生多種分裂方式，主要分裂成兩個質(zhì)量不相等的原子核，並放出 2~3 個中子。 ? 通常原子核在產(chǎn)生 α 或 β衰變時，都會伴隨 γ射線的放射。 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。 三 、 能量守恆定律 ? 愛因斯坦於狹義相對論中提出質(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。如太陽光、紅外線、紫外線、可見光、 X光、 γ射線等電磁波，均具有輻射能。 2. 焦耳實驗： 例題： 下列有關(guān)溫度與熱的敘述，何者正確？ (A)兩物達成熱平衡時，溫度一定相同 (B)溫度愈高的物體，所含的熱量一定愈多 (C)熱是由一種看不見的物質(zhì)所組成 (D)溫度和熱量代表相同的物理量 (E)不同溫度的物體擺在一起，熱會由熱容量大之物體流向熱容量小之物體 答案： A 熱量：微觀上代表組成物質(zhì)的原子分子的力學(xué)能 溫度：微觀的意義為原子分子平均動能的度量。72 能量的轉(zhuǎn)換與守恆 1. 熱的本質(zhì)模型： ? 熱質(zhì)說： 認(rèn)為熱是無色、無味，又沒有質(zhì)量的流質(zhì)，稱為熱質(zhì)。對此過程之?dāng)⑹?，以下何者正確？ (A)石塊上升時，重力對石塊作正功 (B)石塊上升時，位能增加 (C)石塊上升時，動能減少 (D)石塊下降時，重力對石塊作負(fù)功 (E)全程石塊力學(xué)能保持定值。 4) 非保守力所作的功等於力學(xué)能的變化量。 222222 211221122? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ?fififikv v a Sm v m v m a SF S m v m vWE例題： 一質(zhì)量 5 公斤的物體，從地面以 20公尺 ∕秒速度鉛直向上拋，當(dāng)速度變?yōu)? 10公尺 ∕秒時， g = 10 m / s2，離地面的高度為若干公尺？ 答案： 15 公尺 1) 位能的意義： 物體因所在的位置不同，而使得某一力量對其具有不同的作功能力，即稱為物體具有此力量所對應(yīng)的位能。 (D)單擺運動中，重力對擺錘所作之功為零。 71 能量的形式 1. 作功的意義： 作功為能量轉(zhuǎn)移的過程。 72 能量的轉(zhuǎn)換與守恆 167。 例題： 以下有關(guān)功之?dāng)⑹觯握邽檎_？ (A)人造衛(wèi)星繞地球一週，萬有引力對衛(wèi)星所作之功為零。當(dāng)一質(zhì)量為 m 的物體，以 v 的速率運動時，其動能以符號 Ek 表示，定義為 212kE m v?動能為純量，其單位與功的單位相同。 2) 力學(xué)能守恆定律： 當(dāng)只有保守力在對物體作功時，則物體的力學(xué)能為守恆量。以符號 Ug 表示 gU m gh?2. 力學(xué)能守恆定律： 物體在地表附近運動，當(dāng)只有重力對物體作功不為零時，物體的力學(xué)能 E 保持定值。如有質(zhì)量為 m 的木塊以速率 v 撞向彈簧的另一端，則彈簧的最大壓縮長度為 __________。 一、熱量是能量的另一種形式 h h m m ? 實驗裝置： 如右圖所示。 答案： D 溫度在微觀意義上代表分子的平均動，溫度不變表示分子的平均動能沒有增加，相變時吸收的熱量用來改變分子間的位能。 2) 因為熱能與力學(xué)能還可轉(zhuǎn)換成電磁能等其他形式的能量。 四、質(zhì)量是能量的另一種形式 例題： 在家庭用電中，「一度電」所消耗的能量為 106焦耳，一個家庭月平均用電為一百度電，則根據(jù)愛因斯坦的質(zhì)能守恆公式，若一公斤的核燃料完全轉(zhuǎn)變成電能的話，將可供給家庭多少戶使用一個月的電？ 答案： x 108 一、天然的放射性衰變 ： 1. 放射性元素的發(fā)現(xiàn)： ? 1896年， 法國 人 貝克勒 發(fā)現(xiàn)鈾礦可放出一種使底片感光的射線。 (a) α衰變： 原子核產(chǎn)生 α衰變後，其核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)各減少兩個，故原子序減 2，而質(zhì)量數(shù)減 4，可以下列的核反應(yīng)式表示之： A A 4 4Z Z 2 2X Y H e????238 234 492 90 2 U T h H e??例 如：(b) β衰變： ? 在 β衰變中，中子會轉(zhuǎn)變成質(zhì)子，另外生成電子和反微中子。一 23892U（鈾）原子核衰變成 20682Pb（鉛）原子核。 3. 連鎖反應(yīng)： ? 鈾 235 捕獲慢中子進行核分裂，會同時放出 2~3 個中子，若所產(chǎn)生的中子撞擊到其它的鈾核，可繼續(xù)不斷使核分裂發(fā)生。 4. 原子彈： ? 如果核分裂在極短的時間內(nèi)，在未加控制的情況下，猛烈地進行連鎖反應(yīng)，則產(chǎn)生的巨大能量，將會造成威力極強的爆炸，即為原子彈。 ? 核能發(fā)電廠反應(yīng)爐使用的鈾燃料棒，所含的鈾 235濃度約3%，一般使用水作為中子的減速劑，以鎘棒吸收中子以控制核分裂的連鎖反應(yīng)速率。 三、核融合 2. 欲產(chǎn)生核融合反應(yīng)的條件： 一億度（ 10 8 k）以上的高溫：要使兩個各帶一個單位正電荷的質(zhì)子結(jié)合在一起，需要先使得它們接近到核力的作用範(fàn)圍內(nèi)（ 1fm），以利用核子間的強大吸引力來克服
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