化學原理啟迪280
1. 【電池Batteries】電池,由一系列電池元件組合而成,每個小電池組件的電位差,通通加起來成為整個電池的電位差。電池,是直流電的其中一個來源,並且是人類社會可攜式能量的主要能源。
2. 【鉛蓄電池Lead Storage Battery】1912年左右,汽車開始使用電動啟動裝置,鉛電池成為製造汽車的主要機件。鉛電池能夠承受極端的溫度,從-30℉到100℉(-17.8℃到37.8℃),也耐得住凹凸不平的路面折磨,繼續維持數年的使用壽命。
3. 在鉛電池中,純鉛是陽極,包裹氧化鉛的鉛是陰極,電極浸泡在含有硫酸的電解質溶液,電極反應如下:
4. 注:硫酸H2SO4的解離
H2SO4+H2O→HSO4-+H3O+
HSO4-+H2O→SO42-+H3O+
5. 解釋鉛蓄電池的氧還反應
l 陽極反應 Pb+HSO4-→PbSO4+H++2e-
這是一個氧化反應。Pb失去2個電子成為Pb2+,與失去H+的SO42-結合成PbSO4;Pb失去的2個電子e-成為產物,為電池製造出電流,H+也成為產物。
l 陰極反應PbO2+HSO4-+3H++2e-→PbSO4+2H2O
這是一個還原反應。電子e-與質子H+的刺激,使得PbO2分開成為Pb2+和2個帶負電的氧O-,HSO4-分開成為H+和SO42-,並且Pb2+與SO42-結合成為PbSO4;2個帶負電的O-和4個帶正電的H+和2個電子e-結合成為H2O。
6. 標準的汽車鉛蓄電池是由6個電池組件串連起來;因為電極是格子狀構造,每一組電池包含許多電極,能產生2伏特的電力。
7. 特別留意,在電池反應中,硫酸會隨著電池釋放電子而耗損,降低溶液的電解質濃度;一個完全充電的電池,釋放電能前,電解質濃度大約1.28g/cm3,電池反應進行過程,格狀電極表面釋放電子,消耗硫酸溶液的電解質,產生固體的硫化鉛。因此電池的充電情況可透過測量硫酸溶液的濃度而知道。
8. 如果我們要重新充電電池,那就要強迫電流以相反方向流過電池,也就是進行逆反應來使物質還原到反應前的狀態。汽車使用的電池,會持續被引擎驅動的發電機充電。
9. 如果有一部汽車的電池如果沒電,我們可用另一台汽車上有電的電池連接沒電的電池,讓它重新充電,不過這個過程蠻危險,因為通電會導致沒電電池內的水被電解,產生氫氣和氧氣。
10. 跨接在二台車的線路稍微斷電引起的弧光,有可能點燃被充電的電池中的氣體混合物,如果電池內的氣體真的被點燃,電池會爆炸、噴射出有腐蝕性的硫酸。不過這個問題是可避免的,只要我們連接的是引擎的地線,遠離電池,那麼跨接線中斷引發的弧光就不會有害。
11. 傳統電池每隔一段時間就必須打開來灌水,因為電解溶液內的水,會在充電過程電解耗損掉,新型電池的電極,由鉛鈣合金做成,能夠避免水被電解,這種電池可以完全密封,不需要添加任何的水。
12. 十分令人驚訝的是,85年來鉛酸電池持續被使用,至今尚未有更好的電池系統,雖然鉛蓄電池很好用,但是它在汽車的有效壽命只有3~5年。
13. 雖然表面上看起來,鉛酸電池應該可以反覆「放電-充電」無數次,但實際上道路震動的物理破壞會把電極上固體PbSO4搖散開來,產生化學副反應,這些副反應最後會讓電池壞到不能使用。
徐弘毅:
1. 電池,由一系列電池元件組合而成,每個小電池組件的電位差,通通加起來成為整個電池的電位差。每個人一生各種經驗、知識、修養累積起來知識存量就是他的「電位差」,遇到困境無法解決,代表個人知識修養不足,這個時候應該如何充電呢?《易經》將人生可能面臨的各種處境分類,其中一種困境稱為「剝掛」,這是危機逼近的前兆。
2. 【易經23 剝卦】剝:不利有攸往。彖曰:剝,剝也。柔變剛也。不利有攸往,小人長也。順而止之,觀象也。君子尚消息盈虛,天行也。
3. 剝卦:不適宜有什麼太大的舉動。剝,就是剝落的意思。原本很堅強的東西逐漸地剝弱(柔:漸進),也是剛強的環境逐漸地被削弱。不利貿然行動,因為不正義的勢力很猖獗。應該慢慢地停止腳步,仔細地觀察各種現象。優秀的領導者,他會注重各種訊息,判斷什麼地方是真實、什麼地方是虛假,看清世界局勢的走向。簡單說,大勢底定。
4. 象曰:山附於地。剝。上以厚下安宅。觀察到的現象是:大山依附、仰賴平地。權貴,剝落的現象,所以,有力量的人,要厚植平民的民生,讓他們安居、吃飽。
5. 初六,剝床以足,蔑貞,凶。象曰:剝牀以足,以滅下也。初六,有床腳逐漸腐敗,這是因為看不起正道,有凶險。從現象觀察,牆角開始腐敗,根基逐漸瓦解。
6. 六二,剝牀以辨,蔑貞,凶。象曰:剝床以辨,未有與也。六二,這個床已經腐敗到床辨(床面與床腳的斜支撐),繼續看不起「正道」,會更凶險。那個現象就是,如果連床的斜支撐都開始腐敗了,那麼就失去扶持的力量。
7. 六三,剝之,无咎。象曰:剝之,无咎,失上下也。六三,把腐敗的表面全部都剝開,面對錯誤,才不會繼續錯下去。那個現象可以給我們啟示,人必須要坦白地掀開腐敗的地方,雖然社會上下都會有損失,也要認了。
8. 六四,剝床以膚,凶。象曰:剝床以膚,切近災也。六四,已經腐敗到床面上了,凶險是隱藏不住的,從那個現象已經可以理解,災害已經確切地迫近了。
9. 六五,貫魚,无不利。象曰:以宮人寵,終無尤也。六五,所有的人要一視同仁,好像魚貫相連(魚一隻隻串起來),就好像對所有嬪妃都一樣寵愛,才有利於發展。那個現象是說,對所有的百姓都要一樣的疼愛,社會要公平正義,最後才不會有民怨。
10. 上九,碩果不食。君子得輿,小人剝廬。象曰:君子得輿,民所載也。小人剝廬,終不可用也。上九,頂級的水果,不吃。優秀的領導人倡導簡樸生活、重視民意;小人則是不斷地搞破壞、唱衰。那個現象就是說:優秀的領導人,他會重視人民真正的需要,反應真實,百姓就會愛戴他。小人他只懂得搞破壞,最終就知道那樣的人不能用。
11. 《易經》剝卦,顯示大環境的榮景,逐漸崩解當中,未來前途堪慮,危機四伏,並且幼稚不成熟的人主導世界大局。優秀的領導人,會非常注重所有資訊的正確性,配合世界趨勢來行政。
12. 剝卦的相生(錯卦)是夬卦,夬卦意思是,對於不正義的事情、虛假的事情一定要切割清楚,口號喊得很大的商業行為或政策都有危險,要警告自家人,千萬不可以與別人兵戎相見,要為長期的理想繼續奮鬥,行動要果決,這樣才有收穫,最後才會令人感到滿意,但是,決不能情緒失控。
13. 任何執行的政策,光喊口號會有很大的危險,會把所有的光環、聲望都給賠掉,並且要警告自己,絕對不可以對別人兇狠,因為自己的條件還很差,應該加強請教專家,這樣行政才能延續。從自然的現象:「水蒸氣,布滿天空」應該要體會,對所有的百姓廣施博愛,避免用權術。
14. 剝卦的顛倒(綜卦)是復卦,復卦意思是,要復興「正道」才會順利,目前收支都沒有問題,與友邦交往也沒有問題,各行各業都應該回復「正道、學術專業」,一直到道理熟練,才有未來。大家對於轉變,充滿期待,所以,一開始會順利,這個時候一定要所有的領域都嚴格地遵守專業,才能夠符合大局的發展。
15. 剝卦的交互卦是坤卦,坤卦代表社會的發展重點:不求繁榮,在靜止中儲存力量,講求柔和、包容,加強五育均衡的教育,在溫和的行政過程中,堅守正道,專業標準,保持安靜、低調。讓所有的百姓、公務人員、打工族、黨工都有一技之長。
16. 世界大環境不好的時候,我們自己的重點應該是,嚴格地自我要求遵守道理,遵行專業標準,這樣才有前途;任何的花招、口水、批評、造勢活動都會惹人厭。如果在自己的專業能力上更加強,未來才有好的前途。環境愈惡劣,就愈需要專業人才,在惡劣的環境中,具備真才實學的人會受歡迎,正派經營、嚴守專業的企業會發展。
17. 藉著世界局勢不好來改革,讓各行各業都回歸正道,社會才不會有危險。國家要特別注意專業人才的培養,否則會一蹶不振。政客再多的權謀、政治宣傳都沒有用,要深切地知道未來的時代百姓最亟需具備的條件:1.降低物質欲望。2.過簡樸的生活。3.加強專業能力。4.增加知識。這四點做不到,會害慘百姓,也會害慘國家。
18. 大環境逐漸崩解,每個人都要有長期的奮鬥計畫。世界經濟局勢烏雲密布,消息逐漸曝光,百姓會愈來愈恐慌,這個時候領導人一方面要安慰百姓,另外一方面每個人要守本分把該做的事情做好,不要胡亂投資,謹慎、保守、多讀書。
19. 世界局勢不好,我們不能抗逆,要順著趨勢,不要過度投資發展,要休息、安養,加強求學才是上策。兩岸關係維持現狀最好,不統、不獨、不簽任何條約,才是最聰明的做法。
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