生活中的能源_，能源的原意是活動的意思，最簡要的定義為 「可以作功的能量 (The ability to do work」
再生能源 初級能源 不必處理即 可直接使用 的能源 經轉換處理 產生另一種 形式的能源 次級能源 不虞匱乏的能源 煤炭、石油、 天然氣、核能、 化學能 太陽能、風力、 水力、地熱、 生質能、海洋能
( 源自於宇宙的演化過程，在地 球形成時就已存在的放射性元素，例如鈾 )。
餘下的少量來自於月球運動引致的潮汐作用。 能源的形式可分為：機械能 ( 動能和位能 )、熱能、 光能、化學能、電能、核能等。
不同形式的能量可以相互轉換，但能量的總值維 持不變。即能量既不能創造，亦不能毀滅。
植物行光合作用將太陽能轉變成化學能。 火力發電廠燃燒燃料之化學能產生熱能，將水變 成蒸氣以推動渦輪機，最後渦輪機所產生的機械 能再由發電機轉變成電能。
臺灣能源供應結 構，以化石燃料 為主，約占八成。 其中石油所佔比 例最多，其次是 煤。
根據研究，以人類目前對各種能源的需索無度，地 球上現存的化石能源很快地就會消耗殆盡。 表4-1 2006年底化石燃料可開採年限
古代生物成分變質而成的能源稱為化石燃料 (fossil fuels) 或化石能源 是目前我們能源的主要來源
古代植物長時間埋藏在地表下，受到細菌的生物作用 及地質的高溫、高壓影響逐漸碳化所形成的物質。 主要成分為碳，另外還含有氫、氧及少量的氮、硫 及無機礦物質。 依碳化的程度不同，由低至高分成：泥煤、褐煤、 煙煤及無煙煤四大類。
煤最主要的用途是用來當作燃料，提供熱量和工業 用的動力，如家庭取暖、火力發電等。 煤的乾餾
將煤隔絕空氣強熱至高溫使之分解。 可獲得氣體的煤氣、液體的煤溚和固體的煤焦等主 產物。
煤炭氣化：在高溫中，通入適量空氣及水蒸氣，將 煤初步轉化成水煤氣或以後的合成天然氣 ( 甲烷 CH4 ) 之過程 。 C(s) H2O(g) CO(g) H2(g)
遠古時代之動植物死亡後，與泥沙沉積在地底部， 因細菌的生物作用，再經幾百萬年來，地下的高溫、 高壓作用，進行複雜而緩慢的化學作用，逐漸形成 了黏稠的液態石油及氣態的天然氣。 由為數眾多的烴類 ( 碳氫化合物 ) 混合組成。
主要以烷類居多，並含一些芳香烴類，以及不定比 率的氧、氮與硫的化合物 成分和外貌隨產地、深度而有所不同，區別很大。
主要扮演兩種角色：石化原料與能源燃料。夙有 「工業的血液」、「黑色的黃金」等美譽。
俗稱天然瓦斯，又稱為導管瓦斯或自來瓦斯。 主要成分是低分子量烷類的混合物，並摻雜二 氧化碳、氮氣、二氧化硫與鈍氣，其中以甲烷 為主。
體積縮小為原來的1/625，便於儲存與運輸。 可利用海水將之氣化，是極為方便，高效率的燃料。
甲烷 乙 醇 合成氣、氟氯烷、氯甲烷 溶劑、藥劑、清潔劑 塑 乙二醇 膠
liquid petroleum gas，簡稱LPG。 又稱之為液化瓦斯或桶裝瓦斯。 主要成分包括丙烷、丁烷，或兩者之混合物。 主要來源有二：
可作為汽車燃料之外，也用作家庭及工業燃料，更 有越來越多之化學工廠用來製成塑膠、人造纖維、 溶劑及其他有機化學產品。
皆具無色、無味、無毒、易燃、易爆的特性。 基於安全上的考量，供應家庭使用時皆添加臭劑， 以防止意外洩漏而造成危險。
由油井所開採出的黑色黏稠液體，稱為原油 (crude oil) 。主要成分為 ：
係將原油先氣化，導 入分餾塔內，再依沸 點的不同，分離出沸 點相近的產物， 沸點低的成分受熱汽 化而上升，沸點較高 的成分依次凝聚於塔 底。
將重質的油料如柴油、蒸餘油等裂煉成汽油，也就是將 分子量較高的分子分解成較小的分子。 可分為三類：熱裂解、觸媒裂解及氫化裂解。
利用加熱、加壓、加氫或觸媒的作用，將汽油餾分中的 分子結構改變，使其成為異烷烴、環烷烴或芳香烴等， 以提高品質及辛烷值。 可分為熱重組、聚合重組及觸媒重組等三種不同方式。
以天然氣或石油為基本原料，藉各種化學反 應製成各種產品的工業。可分為三階段：
上游石化工業：製造石化基本原料，如甲烷、 乙烷、乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二 甲苯等 。 中游石化工業：生產中間成品，如塑膠、橡 膠、合成纖維及化學品如清潔劑、黏著劑、 溶劑、肥料等。 下游石化工業：加工製成最後成品，如鞋子、 輪胎、衣服、油漆等。
汽油主要成分為己烷(C6H14)、庚烷(C7H16) 及辛烷 (C8H18) 。 震爆或爆震：當汽油在汽缸中燃燒時，因燃燒急速 而發生引擎不正常燃爆現象。
辛烷值越高，表示燃料的抗震效果越好；辛烷 值越低，表示燃料的爆震情形越嚴重。 在汽油中異辛烷 (2, 2, 4- 三甲基戊烷 ) 的爆震性 最小，正庚烷最大，故以異辛烷的辛烷值為100， 正庚烷為0 。 當一油品之爆震性與體積92% 異辛烷和8% 正 庚烷之混合物的爆震性相當時，其辛烷值即為 92。
添加四乙基鉛 ( 俗稱汽油精 ) 的汽油，辛烷值 大為提高 。此種汽油稱為含鉛汽油。
輕質烴、支鏈烷烴、烯烴、芳香烴以及醇類 具有較高的辛烷值。 用裂煉、重組或添加甲醇、乙醇、第三丁醇 或甲基第三丁基醚 (MTBE) 等抗震劑的方式 可提高辛烷值，製成不含四乙基鉛的無鉛汽 油。無鉛汽油中98、95、92是指汽油辛烷值
破壞化學鍵 生成新化學鍵 反應物 (吸收能量) 生成物 (放出能量)
定溫定壓下，一物質生成時，所儲存於其中 的能量，以H表示。 與溫度、壓力及狀態有關 。 僅能測其變化值 ( 即反應熱 )，而無法測其絕 對值。
化學反應中能量的變化，可用ΔH表示。 ΔH 生成物的總焓(H生成物 ) 反應物的總焓(H反應物 )
放熱反應：ΔH 0，ΣH生成物 ＜ ΣH反應物 。 吸熱反應：ΔH ＞ 0，ΣH生成物 ＞ ΣH反應物 。 熱化學常以25C、1 atm為標準狀態，在標準狀態 下的反應熱稱為標準反應熱，特以ΔH表示。
能同時附有反應熱及物質狀態 (s、l、g、aq) 的 反應方程式 。 一個完整的熱化學方程式必須包括
已平衡好的化學方程式 各反應物及生成物之物理狀態 標示好的反應熱及單位。
每一莫耳物質與氧作用燃燒後所釋放的能量， 因為是放熱反應，所以它們皆是負值。
碳的氧化態愈高，則燃燒熱愈小（含相同的 碳、氫原子數，含氧多者則燃燒熱較小）
每單位質量燃料與氧反應完全燃燒所放出來的能 量。 在化石燃料中，分子量較小的物質，其熱值一般 較高，而且同質量的熱值以氣體較大，液體次之， 固體最小。
每克氫氣所產生的熱值約為化石燃料的2.75倍。 氫氣具有最高的熱值。 易爆炸具危險性，不適合作為家庭燃料。 各種燃料的熱值參考表4-5。
在電化學上，以發生氧化反應、放出電子者 為陽極，發生還原反應、接獲電子者為陰極。 電子由負極經外電路流向正極，而電流則由 正極流向負極。
鋅發生氧化反應為陽 極，因為有電子流出， 鋅板 故又稱為負極 。 銅發生還原反應為陰 極，因為有電子流入， 故又稱為正極 。
碳棒為陰極(正極)，位於 中央的鋅罐充做陽極(負 極)。 兩極間以糊狀的氯化鋅、 氯化銨與二氧化錳的混 合物填充做為電解質。 電壓為1.5 V。
又稱為鹼錳電池。 陰極主要成分為二氧化錳及碳粉壓成塊狀 。 陽極主要成分是鋅粉用膠凝結 。 電解液為40% KOH溶液。 電壓為1.5 V 。 陽極改用鋅粉，提高反應面積，因此放電電流增加且電 壓穩定，使用壽命較長 。
陰極是95% 的氧化汞和5% 石墨的混合物 。 陽極為90% 鋅粉和10% 汞的混合物。 電解液為43% KOH、30% NaOH 和 ZnO的飽和溶液。 產生之電動勢為1.34 V。 優點為其體積小，保存性好，電容量大，電壓穩定。 可作為照相機、袖珍電動玩具、心律調整器的電源。
具有高能量密度、高放電電壓、工作電壓平 穩、自放電率小、儲存壽命長、工作溫度範 圍廣 (-20~50C)、以及低溫性能佳 。
鋰 - 二氧化錳電池 (Li/MnO2，電壓3.0 V) 。 鋰 - 亞硫醯氯電池 (Li/SOCl2 ，電壓3.6 V) 。 廣泛用於助聽器、打火機、照相機、小型通 訊機、電子計算機、電子記事本、電子遊戲 機具及電子產品備用電源等。
又稱為鉛酸電池，俗稱電瓶 。 陰極主要的成分為二氧化鉛。 陽極為海綿狀的鉛。 二者呈柵狀交互排列，浸於稀硫酸中。
稀硫酸 外露電極 加水孔 一個槽2V 正極為 PbO2 負極為 Pb 隔離板 分隔 正負極
充電時鉛極接電源負極，二氧化鉛極接電源正極， 通以直流電，則進行逆反應。
單組極板電動勢為2 V。 通常鉛蓄電池是由3~6組極板串聯而成，可提供 6~12伏特電壓。 常用於汽、機車及海上照明、攤販照明……等。
陰極主要成分為氧化鎳， 陽極主要成分為鎘，電解 液為30% KOH溶液 。 電動勢為1.2 V 。 優點：體積小且輕，使用 的壽命比鉛蓄電池長，電 壓更穩定 。 缺點：較昂貴，有記憶效 應及金屬鎘的污染問題 。 常用於手電筒及充電式電 鬍刀。
陽極為金屬氫化物，也稱貯 氫合金(電極稱貯氫電極)。 電解液為KOH鹼性水溶液。 電壓為1.2 V ~ 1.3 V 。 廣泛應用於各種電器用品 。
安全閥 密封板 絕緣環 負極 ( 貯氫電極 ) 隔離膜 正極 ( 氧化鎳電極 )
具與鎳鎘電池具互換性、長 循環使用壽命、充電時間短、 負極罐 內阻低且記憶效應較不明顯、 沒有污染等優點。
二次鋰電池是以鋰鈷氧化物、鋰 錳氧化物、鋰鎳氧化物等為陰極 材料 。 陽極材料則為碳材料。 電解液以含有鋰鹽的有機液體或 固態高分子電解質為主。 電壓可達到3.6 V~3.7 V。 具備高工作電壓、高能量密度、 工作電壓平穩、循環壽命長、自 放電率低、使用溫度範圍廣、環 保性佳、且無記憶效應等優異的 性能 。 目前主要應用在3C產品上 。
指一種藉由電化學反應將儲存於燃料內的化 學能直接轉換成電能的一種發電裝置。 又稱為連續電池。 氫氧燃料電池
陽極為氫氣泡通過一多孔性石墨製成之碳棒， 陰極為氧氣泡通過另一碳棒， 二碳棒表面塗上鉑粉或銀粉作催化劑， 浸於35% 的KOH溶液
理論電壓為 1.234 伏特。 實際工作電壓約 為 0.7~0.9 伏特 左右。
從電解水取得。 從石油、天然氣、煤炭、沼氣、酒精與甲醇 等含氫能源，利用「燃料重組器」來分離氫 氣。 用生質能來重組氫。
具有低污染、低噪音、免充電、高效率、壽 命長、來源及適用範圍廣等優點 。 應用領域非常廣泛 。
鉛會干擾血液系統、神經系統、腎臟、消化系統及 循環系統，嚴重時會損害腦神經。 鎘易引起慢性中毒，主要病症是肺氣腫、腎損害、 肝病變、骨質疏鬆、貧血，導致「痛痛病」。
一顆一號電池爛在泥土，能使1平方公尺的土壤永久 失去利用價值； 一顆鈕扣電池可使600 噸水遭受污染無法飲用，相 當於一個人一生的飲水量。
民國88年11月1日起已全面回收各類廢乾電池 。 除了積極的回收廢電池外，民眾更應該盡量
選擇高性能、低污染、具綠色商標之無汞電池，以 避免污染環境； 減少不必要的用電，以延長電池生命； 使用充電電池，降低整體電池的使用量。
從各種物體所輻射出的能量稱為輻射能。 輻射能係以電磁波的形式在空間傳播。 電磁波可分類為珈瑪射線、X射線、紫外線、可見 光、紅外線、微波和無線電波等 。
能量較高，可破壞分子化學鍵，具有殺菌的能力。 對眼睛和皮膚有一定的傷害。 具有螢光效應，能使螢光物質發光。 由紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七色組成。 能量可激發物質中的電子而產生顏色。 能量較低，具有很強熱效應，易於被物體吸收。 在通訊、探測、醫療等方面有廣泛的用途。
微波的能量比紅外光更低，常被用於短距離的 通訊或遙控。 家用微波爐波長為122 mm，頻率為2450 MHz。
微波遇到有水份的食物，便會使水分子和它一起 以相同的頻率振動，振動中分子與分子互相碰撞 摩擦，從而產生熱能，快速 的把食物煮熟。 微波遇到金屬會反射，因而 無法加熱食物。切勿將金屬 放入微波爐中。
每秒鐘約有 6×1011 公斤的氫變成氦，轉換成 3.6×1020 焦耳的能量。
太陽熱能直接應用：利用集熱裝置吸收太陽輻射能 轉換成熱能使用。應用包括：太陽能熱水系統、太 陽能空調系統、太陽熱能發電系統、太陽能溫室。 光電法：將太陽光能變成電能，如太陽能電池。 光化法：利用陽光觸發化學作用，如光合作用。 太陽能所造成自然現象的利用：如風能、海洋溫差 能等。
太陽電池吸收太陽光能後，透過p型半導體及n型半 導體使其產生電子(負極)及電洞(正極)，同時分離電 子與電洞而形成電壓降，再經由導線傳輸至負載。
產生分裂，生成數個較輕 慢中子 元素原子核及多個中子。 這些中子繼續撞擊原子核， 產生連鎖反應或鏈反應。
兩個較輕的原子核，經核反應結合形成較重較穩定 的新原子核。例如氘(2H)和氚(3H) 熔合成氦和中子。 欲使核熔合發生，必須先供給巨大能量；常用的方 法有二種：用高壓電流及高功能的雷射光。 目前尚無法商業化。 愛因斯坦的質能互變公式 E=mc2 E：能量；m：虧損的質量；c：光速 這些虧損的質量可轉換成能量，所以反應會相伴放 出極大的能量。
目前的核能發電是利用核 分裂的反應放出大量熱量， 利用此熱量使得水轉變成 水蒸氣，水蒸氣再推蒸氣 渦輪機運轉，轉變成電 能。
