檢視燃燒熱與碳排量的原始碼

<font size="5" color="blue">
'''原始設計者:張雲鳳'''
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<table style='border:none'>
<tr>
<td style="vertical-align:text-top;">
<font size="4">  火力發電是我國比例最高的電力來源，火力發電藉著燃燒化石燃料如煤或天然氣獲得化學能。</font>
<font size="4">  然而燃燒過程中產生的二氧化碳是溫室效應增強的元兇，我們要如何選擇釋放出有高熱量，但是低碳排量的能源呢? 為了減少二氧化碳的排放，我國火力發電已逐年增加天然氣的比例，減少燃煤的比例。</font>
<font size="4">  為什麼天然氣的二氧化碳排放量低於燃煤呢?</font>
::https://www.cna.com.tw/news/aipl/201810120226.aspx


</td>
<td rowspan="2">



</td>
</tr>
<tr>
<td>
</td>
</tr>
</table>
<hr>



==1.現象說明 ==

天然氣是一種主要由甲烷組成的氣態化石燃料。
燃燒熱為物質與氧氣完全燃燒時，所放出來的熱量。由各物質的莫耳生成熱來計算得知:
例如: 
::<img style="width:250px;" src='https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/46/%E7%A2%B3%E6%8E%92%E9%87%8F1.0.png'/>
::<img style="width:250px;" src='https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/52/%E7%A2%B3%E6%8E%92%E9%87%8F2.png'/>
根據統計我國2010~2015年 燃氣與燃煤發電，每獲得一度電，燃氣釋放出0.431公斤的二氧化碳，燃煤則釋放出0.965公斤的二氧化碳
::<img style="width:250px;" src='https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/92/%E7%A2%B3%E6%8E%92%E9%87%8F3.0.png'/>
::圖片來源: https://www.eventsinfocus.org/issues/1881
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==2.探究問題 ==

*2.1	燃燒熱的計算方法。
*2.2	莫耳燃燒熱與碳排量的比較。 
*2.3	找尋何種化學物質效益最高。

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==3.實作項目 ==

*3.1	列出化學物質燃燒熱反應式
::<img style="width:500px;" 
src='https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/80/%E7%A2%B3%E6%8E%92%E9%87%8F7.png'/>
::<img style="width:600px;" 
src='https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/87/%E7%A2%B3%E6%8E%92%E9%87%8F9.png'/>
::根據統計我國2010~2015年 燃氣與燃煤發電，每獲得一度電，燃氣釋放出0.431公斤的二氧化碳，燃煤則釋放出0.965公斤的二氧化碳
::<img style="width:500px;" 
src='https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/92/%E7%A2%B3%E6%8E%92%E9%87%8F3.0.png'/>
::圖片來源: https://www.eventsinfocus.org/issues/1881
*3.2	計算各物質的莫耳燃燒熱 
::      利用下表的生成熱來計算各物質燃燒熱
::<img style="width:700px;" 
src='https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c4/%E7%A2%B3%E6%8E%92%E9%87%8F5.png'/>
::參考答案
::<img style="width:500px;" 
src='https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/28/%E7%A2%B3%E6%8E%92%E9%87%8F6.png'/>
*3.3	燃燒熱與碳排量(每獲得一度電)的比較:
::    試計算(假設沒有能量損失)每個物質燃燒每獲得一度電之二氧化碳排放公斤數
::    參考答案:
:: 1度電 =  1 kWh = 1×10 3 Js-1 ×3600 s = 3.6  × 103 kJ
:: CH4  產生一莫耳的CO2 釋放出來的可用能量為1436.8 kJ，每一度電所排放出的二氧化碳重量為 0.110 kg。
:: C2H6 產生一莫耳的CO2 釋放出來的可用能量為780.3 kJ，每一度電所排放出的二氧化碳重量為0.203 kg。
:: C3H8 產生一莫耳的CO2 釋放出來的可用能量為740.5 kJ，每一度電所排放出的二氧化碳重量為0.213 kg。
::  C   產生一莫耳的CO2 釋放出來的可用能量為393.8 kJ，每一度電所排放出的二氧化碳重量為0.402 kg。
::  H2  不產生任何二氧化碳，就可釋放出可用熱量為 286.0 kJ，每一度電所排放出的二氧化碳重量為0.0 kg。
::C2H5OH產生一莫耳的CO2 釋放出來的可用能量為683.8 kJ，每一度電所排放出的二氧化碳重量為  0.232 kg。
::     因此每一度電所排放的二氧化碳公斤數(由小至大)
::       氫氣(H2) < 甲烷(CH4) < 乙烷(C2H6) < 丙烷(C3H8) < 乙醇(C2H5OH) < 煤(C)
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==4.分析與結論 ==

*4.1     試比較前述分子之氫碳比例，觀察並說明這個比例與二氧化碳排放率之關係。
::參考答案:
:: 氫氣(H2) :氫比例100% 、碳比例 0%。
:: 甲烷(CH4) :氫比例80% 、碳比例 20%。
:: 乙烷(C2H6) :氫比例75% 、碳比例 25%。
:: 丙烷(C3H8) :氫比例72.7% 、碳比例 27.3%。
:: 乙醇(C2H5OH) :氫比例66.7% 、碳比例 22.2%。
:: 煤(C) :氫比例0% 、碳比例 100%。
::由上面數據可得知，當氫比例於化學物質中較高，碳比例較低，就可以減少碳排放量。
 
*4.2	想想看，為何現階段能源不以氫氣為主要能源呢?試著比較其優劣。 
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==5.教學目標與評量 ==

*5.1 了解燃燒熱意義與計算。
*5.2 認識化學物質與碳排量的關係。
*5.3 找出碳氫比例與碳排量和燃燒熱交互關係。。

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==6.參考資料 ==

*6.1 參考文獻
::[1] Standard heat of formation :https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%A0%87%E5%87%86%E6%91%A9%E5%B0%94%E7%94%9F%E6%88%90%E7%84%93
::[2]  天然氣簡介 : https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%A4%A9%E7%84%B6%E6%B0%94

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