能源教具:能源轉換設計 - 蔡振明 老師

能源教具:能源轉換設計 - 蔡振明 老師

Transcript

1. 1 能源轉換 教具 ─ 飛擺，磁力線觀察器，燃料電池 絕熱壓縮ttps://www.youtube.com/watch?v=kVHCgyDX_QQ#action=share 黎開管https://www.youtube.com/watch?v=mSN4zHZ6rFE
2. 2 能量混亂(失序) ◼ 能的總量雖然不會因轉換而消失，但是它卻 無法完全轉換成我們需要的形式。 ◼ 例如：化石能源( 100 J ) →發電廠( 43 J ) → 輸電線路 →家庭( 40J ) →LED燈泡( 6J ) ◼ 如何降低能量混亂，增加能源效率，是人類 共同努力的方向──請依據「節能標章」及 「能源效率標示」選購產品！ 想像一下：增加能源效率，您能做哪些事？
3. 各種機具的能源效率？ ◼ 能源效率 = 輸出有用能量 ÷ 輸入能量 ◼ 如果從儲氣槽(或儲油槽、儲煤場)開始算： 外燃機的能源效率：約30-50% (焚燒垃圾： 混燒效率約10%，RDF-5約30%) 內燃機：柴油約35%，汽油約25%，油電混合40% http://www.youtube.com/watch?v=bURL3nRYwMQ （壓縮空氣汽車）1分鐘 鋰離子電池車：約35%(43%*90%*90%=34.8%) 燃料電池：80%以上(日本enefarm家用型實測值) 日本2030年，規劃有530萬家庭用燃料電池供電。
4. 磁力線觀察器的原料 磁力線觀察器的主要原料是磁流體。它是「對 磁有反應的液體」，由美國航太總署（NASA） 研發而成。 磁流體的研發，原始目的在克服太空「無重力 」狀態下，所產生的許多困擾。例如，液體燃 料、潤滑油產生飄浮狀態──變得難以控制，造 成機器在太空難以運作或損壞。其解決方法， 是在油料裡添加磁流體，以克服飄浮現象。
5. 磁流體製程 ◼ 磁流體為黑色油狀物，由於其技術門檻高，所以目前僅 有美、日、德三國有量產，中國亦有小規模製造。 ◼ 磁流體主原料為Fe 3 O 4 、氮化鐵等，主流製造技術是使用 球研磨機，再以離心機 取得10奈米左右的磁性粒子， 由穩定的「分散媒介劑」包覆，放在基礎油裡(一般 使用煤油) 。 ◼ 磁性粒子在基礎油裡，不會凝結、沉澱，而是進行布朗 運動，形成穩定的膠質溶液，此即為磁流體。 http://www.teachersource.com/product/ferrofluid-preform-display-cell/electricity-magnetism (美國價格) ◼ 磁力線觀察器製程影片 https://youtu.be/aPPBqVgdAOs
6. 飛擺 大半徑2 x 慢轉速 = 小半徑2 x 快轉速 https://youtu.be/G_IDPhEwlsg (飛擺鐘) 6
7. 燃料電池實物照片及其構造說明 贈送教具─ 10.安全燃料電池 7
8. 氫汽車構造圖(圖片來源：維基百科) 8
9. 氫汽車行李箱的緊急市電插頭(左)，可 為四口的一般家庭供電7天以上。 9
10. 能源與節能工作坊，歡迎加入！ http://creative-science.hlc.edu.tw/ 10