現今的能源Present Sources of Energy

化學原理啟迪225

1.      木質的植物、煤、石油和天然氣提供大量的能源，這些能源都來自於太陽。植物透過光合作用儲存太陽能量，當我們燃燒這些植物或植物腐化沈積而來的石化燃料，就能再次獲得能量。本章節將討論能源與它們對環境的影響。

2.      【石油和天然氣Petroleum and Natural Gas】雖然石油和天然氣到底是怎麼產生的，目前還未能夠完全清楚，但是一般推測應該是5億年前海洋生物殘骸形成的。

3.      石油是濃稠、黑色的液體，主要成分是碳氫化合物hydrocarbons。常見的碳氫化合物有甲烷Methane CH4、乙烷Ethane C2H6、丙烷PropaneC3H8、丁烷 Butane C4H10、戊烷 Pentane C5H12、己烷 Hexane C6H14、庚烷 Heptane C7H16、辛烷Octane C8H18。天然氣的主要成分是甲烷，也有一些乙烷、丙烷、丁烷。

4.      各種石油的組成成分會有些不同，但是主要成分都是含有5～25個碳鍊的碳氫化合物。為了更有效率地使用石油，通常會用蒸餾的方式把不同的成分分離開來。比較輕的分子（沸點最低）溶液被蒸餾出來，剩下比較重的分子。各種分餾石油的用途如下：

含有5～10個碳的石油成分 主要用途：汽油

含有10～18個碳的石油成分 主要用途：煤油、航空燃料

含有15～25個碳的石油成分 主要用途：柴油、加熱用油、潤滑油

大於25個碳的石油成分 主要用途：柏油

5.      工業革命後，人類對燈油的需求超過傳統來源提供的份量，因此轉而尋求其他的能源，於是誕生石油的時代。

6.      為了滿足日益增加的需求，德拉克Edwin Drake1859年在賓州鑽探第一口油井，並且把石油製造成煤油（C10－C18），煤油可當作很棒的燈油。當時汽油（C5－C10）的用途有限，通常會丟掉。不過後來發明了電燈減少的煤油的需求，後來又發明了汽車，需要汽油驅動的汽車引擎開啟了汽油的時代。

7.      當時汽油愈來愈重要時，人們就會開始尋找每加侖石油製造出更大汽油產量的方法。William Burton在印第安那標準石油公司發明一種製造方法，稱為熱裂解pyrolytic cracking。

8.      熱裂解法，柴油這類質量比較重的分子被加熱到700℃，造成柴油分子內的化學鍵斷裂（裂解）成比較小的碳氫化合物，也就是汽油。

9.      隨著車子愈來愈大，引擎也改良成內部燃燒更有效率的形式。因為汽油沒有辦法均勻燃燒，使得引擎不斷發出怪聲，甚至造成引擎受損。研究顯示在汽油中加入四乙基鉛tetraethyl lead(C₂H₅)₄Pb會使引擎運轉更順暢。

10.  於是所有的汽油都加入四乙基鉛，1960年每加侖的石油含有3g的鉛。可是後來發現，這種技術改良造成環境污染問題。為了防止汽機車廢氣造成的空氣污染，製造商又在車子的廢氣系統增加催化轉換劑。但是這些催化轉換劑的效用會被鉛摧毀。

11.  使用含鉛的汽油會增加環境的鉛量，環境中的鉛又會被動物、植物與人類吸收。因此我們捨棄使用含鉛汽油，要使用無鉛汽油，我們就必須大幅修改引擎與提煉汽油的方法。

n   翻譯編寫Steven S. Zumdahl 的《化學原理Chemical Principles》

徐弘毅：

1.      人類如果沒有接受「教育」，那麼他的言行舉止大部分來自於他的「生物本能」反應，所謂的本能實際上就是遺傳基因的影響，而每個人的遺傳基因都記錄了他的祖先種種重大的「生活經驗」；但是能不能很順暢地使用出來，還是需要透過時間的「練習」天賦的技藝，才能夠把祖先的智慧展現出來。人類遺傳的基因，部分會形成我們個人的生活習慣。

2.      一個人接受教育、讀書、學習新技能……，如果跟他過去的遺傳基因有相契合，在那個領域就會顯得特別有天分；如果新學習的事務是過去的遺傳基因沒有記錄的，那麼學起來就比較困難，容易有挫折感，當然也暴露出自己在那個領域的弱點。

3.      「教育」的最大價值，首先是暴露出我們的優點與缺點。我們必須一方面讓自己的優點或專長不斷地經過練習而得到充分的發揮，通常人也因此產生自信感，也依靠這部分來謀生。

4.      「教育」更重要的任務是彌補我們先天上的弱點，讓我們透過學習的過程，學會耐心、毅力、堅持到底、刻苦奮鬥、冒險犯難……等品德，等克服了自己先天上的弱點學習新的專業能力之後，同時還因此可以在我們的遺傳基因上面輸入新的密碼，讓我們的下一代具備新的天賦。

5.      我們這一生所讀的書、所接受的教育，絕大部分都不是自己發明出來的，都是學自前人的智慧；歷史上對人類文明發展有重大貢獻的思想家、哲學家、教育家、科學家……，他們都是當時代的太陽，給所有人類維持生命發展的能源。

6.      人類透過學習這些古聖先賢的智慧來生活，並改造自己的遺傳基因，造福自己的一生，也造福自己的子孫，讓人類的文明往前邁進。古聖先賢的智慧結晶，就是我們平常生活能力的來源。

7.      陳水扁這一生的言行或政績，有多少內容應該寫入教科書成為人類文明的新能源？他的言論或政績能不能改善我們的遺傳基因？陳水扁如果沒有辦法寫一本書成為哈佛等一流大學的教科書，他對人類的文明就沒有太大的貢獻，這一點應該給陳致中啟示。

8.      台灣大學的教授們的「智商」絕對不會比牛津或史丹佛大學的教授差，但是為什麼學術成就比不上人家？不是遺傳基因不好，是因為自己沒有養成「五育均衡並重、終身多元學習」的生活習慣，並努力去克服自己天生品德與技能上的弱點，因此生命的價值沒有辦法發光發熱像太陽一樣。

9.      石油是五億年前的生物死亡沈積，經過長期高溫高壓而形成的。歷史上有名的小人都是因為發現自己的天賦，利用那個小聰明發而揮到極致，因此容易少年得志；歷史上偉大的大師級人物，都是因為發現了自己的弱點，用一生的心血想辦法克服自己品德或能力上的弱點，因此才成為大師，所以所有的大師都是大器晚成，沒有例外。