感到 #心冷？沒問題的，因為【太陽的心比你的心更「冷」！】#本日冷知識1540
　
蛤？
　
太陽的核心，可是堂堂的一千五百萬℃，區區三十六度半的人體怎能相提並論呢。彷彿聽到有這樣的異議。（讀者Ａ?!）
　
太陽核心是以核融合產能。在高壓高溫的太陽核心，每秒鐘就有大約六億噸的氫融合成氦原子核，但這過程中總質量減少了 0.74%，代入那個最有名的公式 E=mc^2 失去的質量一下子化成了能量溢出：高達每秒 3.8 萬兆兆焦耳.....若換算成一份一千大卡的炸雞腿便當，大約是每秒發 9.2 千萬兆份便當。
　
*以上因為數字實在太大，超乎了日常的數字概念，根本是毫無意義的換算 XD
　
其實，核融合反應實在是非常稀少，不但極不容易發生，在那巨大一鍋電離的熾熱氫氦電漿濃湯之中，只有微不足道比例的氫原子碰撞能完成融合。
　
換言之，一個反直覺的事實是太陽的「基礎代謝率」其實非常非常非常之低（標題「冷」的意思）。曾有物理學家言道，太陽和宇宙中的其他恆星居然能產生任何熱能，大概是最為近乎奇蹟的物理過程了 [相關軼聞=見留言區]。
　
在人體，基礎代謝率指的是完全不活動的休止狀態下人體消耗氧氣，燃燒醣類／脂質／蛋白質，最後釋放的熱量大小。若要比較人體和太陽，這兩個質性天差地別的東西，只能靠數學這可靠老法寶。
　
根據目前共識的物理模型，太陽的核心＝正中央，每立方公尺中每秒會產出 276.5 焦耳的能量，也就是 276.5 瓦／m³。太陽核心的溫度和壓力都是最大的，是核融合效率最高的地方，畢竟核融合的同義詞又叫做「熱核反應」嘛，熱到核都融了 XD
　
但......欸，太陽核心耶，產能的「密度」卻只有 276.5 瓦，用心感覺一下，這數字簡直低到不可思議。做為比較，一個約 60 公斤的肥宅什麼事都不做，光是躺著呼吸每秒就會散發約 80 焦耳的熱量。換算約一立方公尺 1300 瓦。贏了！約是太陽約四倍，遠勝。
　
純屬好玩，我再找一些數據作伙大車拼：說起最能把選手操到變超級賽亞人的職業運動，大概就是自由車。運動醫學已經建立了詳盡的測量自由車選手生理數據的方法——基本上就是請選手戴呼吸面罩騎車，測量氧氣的消耗量就可以換算出代謝率。跳結論，自由車手中的佼佼者，尖峰代謝率可以一舉提升至基礎值的 5 倍的 BUFF！整個人體超燃、爆出約 400 瓦的功率。達到了太陽核心的 20 倍。#東河馬之手
　
另外，與我們的直覺相反，人體最耗能的器官並不是肌肉......顯示為遙望館長之肩。肌肉只是可以占身體很大比例重，因此總體可以貢獻更大的產能而已。
　
論起每單位重的耗能，器官中的佼佼者其實是它 → 撲通撲通董茲董茲的心臟。還有幾乎與心臟打平的，竟是腎臟。它們倆都是滿腔熱血，也得必須泵／過濾處理超多熱血，非常之繁忙，因此自然是超級耗能密集。
　
來人啊！上數據。心臟啾竟四有多耗能？每單位重的心臟耗能是——身體耗能平均值的 18 倍！但只是因為心臟只小小一顆，貢獻的總量不多罷了。
　
腦子雖然也是高耗能，但其代謝倍率只有心臟的約一半，但人腦很大很重（通常而言啦），就貢獻了代謝的一大塊惹。總體來說大腦占了人體約兩成的代謝，心臟則占了 8%，和腎臟大致與心臟相等。
　
總之，以體積來算的話，各位讀者出社會太久而已經冰冷的心臟在「代謝率」也就是產熱方面，仍然比太陽的內心溫暖了 4×18 = 72 倍左右。要比心冷大家來比啊！喔喔。#北風與太陽的故事(X
　
太陽之所以能保持溫度上的超級灼熱，完全只是依賴太陽的體積和質量實在是難以想像的大，熱量匯聚加總起來超級無敵驚人罷了。也有相對表面積小，難以散熱的因素在內。胖子都怕熱的物理學。
　
如果本文這一堆怪奇數據能告訴我們一件事，那大約就是暗示說：原子核實在非常非常非常非常非常非常非常非常不樂意發生融合反應。君不見，即使是在太陽核心，那麼大的重力對氫原子輾壓擊打，卻都只會發生效率相對差勁、溫溫吞吞的核融合而已。
　
今天人類想在地球上創造一個電磁瓶子，裝下一團比太陽核心熱十倍以上的氘電漿（質量遠不夠太陽，用溫度彌補。此外氘也比氫容易融合，氚更容易但就是含量少）。並期待它們發生融合，實在是件１００億％超困難的事。
　
我就不特地提蜘蛛人２那成功輕易到幾乎可笑的核融合裝置了——它甚至還有「失控危險」咧——那麼方便的科技給我來一點啊魂淡。
　
FIN
　
by 科宅

參考資料《太陽科學：一千五百萬度的探索之旅》作者：葛琳 (2018) 貓頭鷹書房。

圖片 Frozen heart by ghoner (2006)
www. deviantart. com /ghoner/art/Frozen-heart-27396219

【專文簡介製氫背後的種種】
#認識氫氣碳足跡 #德國氫能大躍進
前文( https://reurl.cc/8GVdqo )提到，氫氣和電力得從初級能源轉化、不會憑空誕生。那氫氣又是如何製造呢？

▋主流製氫法
全世界超過95%產量的氫氣源自天然氣和天然氣處理廠，亦即利用水蒸汽-甲烷重組反應(steam methane reforming process, SMR )和水氣轉化反應(Water-gas shift reaction, WGSR)量產氫氣。處理廠包括以下四個主要系統:除硫、重組、高溫轉化、變壓吸附，個別功能簡介如下：

1⃣除硫: 透過觸媒去除天然氣中的硫化物。進入重組系統前，一部份天然氣會和來自變壓吸附系統的不純物一起燃燒以產生反應所需的熱能。
2⃣重組: 除硫後的天然氣和高溫蒸氣混合、透過鎳基觸媒(和水蒸汽-甲烷重組反應)生成氫氣。反應完的熱氣在離開重組器後會稍作冷卻，與此同時會產生蒸氣。
3⃣高溫轉化: 添加額外的高溫蒸氣，和熱氣進行水氣轉化反應，將一氧化碳轉化成二氧化碳以達到完全反應。
4⃣變壓吸附:　透過加壓方式純化氫氣，不純物會被吸附留在系統內。當不純物濃度飽和時，系統壓力會降低以移除不純物，後者回送到除硫系統成為燃料以提供熱能。

環環相扣的系統設計是為了最大化天然氣利用率和熱循環效率。理論上，系統能整合碳捕捉技術，相關方法仍處於學術研究階段。

▋氫氣的碳足跡
水蒸汽-甲烷重組反應和水氣轉化反應的反應式如下：

水蒸汽-甲烷重組反應：CH4 + H2O ⇌ CO + 3 H2
水氣轉化反應：CO + H2O ⇌ CO2 + H2
兩式相加可得：CH4 + 2 H2O ⇌ CO2 + 4H2

換言之，每製造四單位的氫氣會伴隨著一單位的二氧化碳，這就是氫氣的 #原生碳足跡。若以純甲烷製造的100萬標準立方英尺(standard cubic feet (SCF))氫氣當作一單位，則原生副產物是0.25單位的二氧化碳，合12.98公噸。

而Praxair公司對各 #系統碳足跡 計算得出的理論最小值如下：
重組器和重組反應所需能量：3.7公噸
製造高溫蒸氣所需能量：2.5公噸
變壓吸附時的分離、純化和壓縮製程：0.1公噸

四者合計19.3公噸，但基於熱損耗和效率問題，實際數字約略是21.9公噸，此為總碳足跡。換算後可得以下結論： #製造一公斤氫氣同時會製造9公斤二氧化碳。

然而，這尚未計算壓縮、運輸、燃料電池製造的碳足跡；亦即送到製造商或終端使用者手上時，總碳足跡還會增加。源自化石燃料、製程又依賴化石燃料產生的電和熱，這就是天然氣製氫的原罪，也是氫氣的骯髒小祕密。

▋碳足跡表示法

為了能在同一基準上比較，網路上有各種當量表示法，以下列出兩個。

1⃣每度電的二氧化碳當量

另一方面，標準狀態下的氫氧反應：H2 + 1/2 O2 ⇌ H2O ΔH0＝-286kJ/mol

換算下來一公斤氫氣能產生143百萬焦耳，合39.7 kWh。
但這只是理論值，考量能源損失和科技極限，目前所能利用的數字約略是33.33 kWh，換言之，1公斤氫氣 = 9.28公斤二氧化碳 = 33.33 kWh. 可推得 1 kWh = 278克二氧化碳 (單位: gram CO2eg/kWh)

這也是理論值換算。若透過燃料電池轉換為電力，還得加上製造燃料電池的碳足跡。過去研究也曾預估氫氣生電的碳足跡會介於燃氣和燃煤之間。

2⃣每百萬焦耳的二氧化碳當量

若依百萬焦耳的二氧化碳當量(gram CO2eq/MJ)來看，33.33 kWh = 119.988 MJ. 可推得 1MJ = 77.34 克二氧化碳

依據當量高低，我們可以替氫氣上色：

FCH JU機構認為：

🔲若小於91克，但高於36.4克，那麼有無再生能源參與製造都將被歸類為灰色氫氣。天然氣製氫歸類於此。
🟦若小於36.4克，非再生能源參與製造的部分為藍色氫氣
🟩而再生能源參與製造的部分為綠色氫氣。若製氫能量100%來自於再生能源且二氧化碳當量小於36.4克，就能算是100%純綠氫。

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▋德國的大躍進

德國聯邦政府在上週(6/10)敲定其國家氫能戰略，目標是在2030年時有5GW綠色氫氣(以下簡稱綠氫)產能(折合14TWh的氫氣產量)*、2040年達10GW。政府預計在一項1300億歐元的經濟刺激方案當中撥款70億歐元於新產業和相關研究。這是德國首次針對氫氣產量訂下具體目標，以期此次大躍進(quantum leap)讓德國在氫能科技領域成為世界領導者。舉國從政府當局到公民團體都樂觀其成。德國也預告輪值歐盟理事會主席後的首要任務之一是創造橫跨歐洲的氫氣基礎設施。(聽起來真的很大躍進)

要達到5GW綠氫產能約需20TWh的再生能源電力。氫能戰略伴隨一系列措施以替再生能源提供更良好的環境、並提供更誘人的條件以吸引離岸風電建設，預計離岸風電農場的電力能應付綠氫製造的大部分需求。

除打點相關基礎建設，德國政府也提供金融補貼牛肉給大型貨物運輸、鋼鐵業、化工業和航空業以誘使業者投資相關製程；針對鋼鐵和化工業業者訂定碳差價合約(Carbon Contracts for Difference(CfD))，並檢驗航空業的能源消耗在2030年前是否能達到20%再生能源的使用目標。

然而，該製造多少綠氫仍相當爭議。德國目前有99%氫氣產量來自化石燃料(即灰色氫氣,以下簡稱灰氫)，且政府部門間的冗長協商突顯了淘汰化石燃料的困難。煉油和天然氣業者則認為在能源轉型的初期階段，灰氫不該缺席。德國綠黨名譽主席Oliver Krischer則表示將氫氣應用於汽車產業(諸如充氫站)單純在浪費公帑。

部分人士也提及，德國2030年將安裝最高5GW綠氫電解槽，這一計劃將拉動電解槽工業實現快速發展，與當前的安裝量相比，10年間這一規模將增長200倍。到2040年，德國電解槽部署規模有望達到10GW，若“歐洲2x40GW綠氫計劃”順利實施，則德國2040年電解槽規模將佔歐洲部署總量的25%。但德國境內的再生能源發電能力有限，氫氣產能不足。即便考慮2040年新增10GW電解槽，綠氫產能也僅28TWh，仍低於2030年新增氫氣需求。戰略明確提出要加強國際合作，在之前針對氫能推出的90億歐元投資計劃中，其中20億歐元將在摩洛哥等合作夥伴國家建立大型的製氫廠。

E3G氣候智庫的研究者，Felix Heilmann，表示：「德國的氫能戰略向世人宣示這個世界最大的天然氣消費國正準備替"不用天然氣"的未來做準備"，畢竟歐盟策略中2050得達成零碳排，使用氫氣替代供暖或交通燃料都是必需之路。

▋結論
根據2017年的國家發展委員會報告，高雄地區的石化、重工、鋼鐵業總年產量合計12萬公噸。如此產量也勉強供三大產業使用，目前沒有剩餘氫氣發展氫經濟。

這邊小編以核一兩部機組機稍微計算了一下：

核一兩部機組(裝置容量604 MW x2 )，容量因子85%，則一年可發出 (604 x 2 x 0.85) x (365x24) = 8,994,768 MWh. 全數用於電解水可得 8,994,768/55 = 163,541.2 公噸氫氣。

這是三大產業總產量的1.36倍。也就是說，核一延役的話就有充足的餘裕發展氫經濟了呢。結合氫燃料電池，也能同步改善交通空氣汙染ㄟ。

話說回來，可以預期將來賣氫氣的利潤會比賣電更高。還非得是低碳足跡的氫氣不可。碳足跡過高的氫氣不僅直接淘汰，也連帶地使使用這類氫氣製造的產品喪失競爭力。這對不產天然氣的我國而言，如何取得大量、便宜、穩定的低碳能源以降低製氫成本，確保產品和服務有國際競爭力，將會是執政者的挑戰。

至於德國，祝他們幸福，短時間內來看，投資1MW的製氫廠與管線就耗費30億台幣，若要擴展到5GW(5000倍)，真的所費不貲

▋參考資料與計算(見留言處)
https://reurl.cc/O1odyr

經過三天國英數的洗禮，
衝刺重點進入自然和社會科了，
綜合考科最容易準備失焦！

自然細分有生物+理化+地科，
社會細分有歷史+地理+公民，
複習冊別及範圍多又繁雜，
也是大家最容易顧此失彼的，
所以趕快把單元主題掌握清楚，
利用最後的衝刺階段，
把重點單元及觀念個個擊破！！

自然科會考30天衝刺重點

以下是今年全國會考自然科的重點~
在最後給學生的建議

一、想辦法控制錯題數
自然科根據去年會考的結果，
錯題數在8或9題以內都還有機會落在A的等級。
雖然北北基區是以七分做每科的記分，
但是其他考區還是有先比序ABC等級的，
所以落點在B的同學要想辦法讓生物全對，
地科能控制在1題左右，
那理化就有較大的錯題
容忍度（理化題數約27題強），
可以在會考自然科上攻到A。
尤其理化較弱的同學更可循此方式在最後的時間，
來決定各科在準備時間上的比重強弱。

二、考古題的練習
會考的出題和過往基測為同一來源，
所以考古題的練習絕對有用。
尤其是理化較弱的同學，
在最後的時間中，不知如何下手，
建議把93年以後該單元的基測考古題弄懂即可。
（如果手邊有帶考古題）
至於會考比基測較難的這個命題趨勢，
同學可以注意98年以後的題目，
原則上不會更難，
只是極簡單的基本題會削弱。

三、不要再練習艱澀或大量的計算了，
寧可花時間把觀念和定義弄清楚。
會考真正歸屬為計算的題目不會超過10題，
其中一半又屬於基本觀念運算，
所以要避免耗費時間在困難計算的練習。

四、重點提示
生物重點 約考13~14題左右
1 細胞生理的基本概念，像是滲透作用和酵素的觀念很多同學會忽略
2 光合作用、消化作用、輸導組織、循環系統、神經系統、內分泌系統…屬於第一冊自然六大重點，通常考五題
3 植物的感應、顯微鏡和恆定性合起來大概會考兩題，恆定性當中比較重要的是呼吸恆定和廢物恆定
4 生殖必考，包含動物的授精方式，花的觀察和蛋的觀察要注意
5 遺傳大概合併演化會出到兩題左右，演化通常和地科的地層沈積共同出題
6 生物的分類也是必考的重點。注意分類的依據，而動物界則以節肢動物和脊索動物最重要；植物要注意單子葉和雙子葉植物比較。
7 環境和生態主要以圖表解釋能力出題，也是每年必考

理化重點 約考27題左右
【必考】
1 物理：力（浮力與摩擦力）、壓力、基本電學與效應、直線運動與牛頓運動定律
2 化學：原子模型、原子量（分子量）與莫耳數、電解質和有機化合物。
電解質除了內容重點以外，一定要弄清楚pH值和﹝H+﹞（莫耳濃度）的換算。
上面重點的出題數常常都不只一題，要特別注意。
【重要】
1 物理：溫度與熱、聲音與光、電磁學
2 化學：反應速率與化學平衡、氧化還原、電解和電鍍
◎各單元的實驗一定要再複習過，實驗是考試出題的大重點，重要的實驗包括：
滴定、皂化、竹筷乾餾、打點計時器、滑車實驗……會較需要注意。
◎考前同學不要再鑽研艱深的計算，應該確認自己瞭解觀念與定義。
因為有許多計算其實會考都不會考的很難。

地科重點 約考12~13題左右
【必考】
1 務必了解台灣位於的聚合性板塊交界，相關的岩石類別也要整理。
張裂性界線與聚合性界限的差異及所會出現的地質現象要分清楚。
2 地球自轉和地球公轉所形成的天體自然現象。
包括月相盈虧、潮汐現象、日月食和天體（太陽）東昇西落的原理。
3 高低氣壓的定義、氣團與鋒面、季風與颱風。
4 全球暖化和臭氧層破洞的比較很多同學都會混淆，但是考過好多次要注意。
【重要】
1 太陽系的組成
2 地震（震央與震源、規模與強度）的名詞解釋之差異
3 天氣圖的判斷（地面天氣圖與衛星雲圖）
◎相關的圖形一定要理解，重點內容不要死背，地科一定考圖形，要會看圖。

解題時注意事項
一、標記關鍵字
把重要的關鍵字抓出來，讓自己能夠很清楚的知道題目給的限定條件。
例如1.
某物體質量5公斤，受一水平施力10牛頓，於光滑平面上移動……
【光滑】表示沒有摩擦力的介入
例如2.
同質量且初溫相同的甲、乙、丙三物體，於相同穩定熱源上加熱……
【相同穩定熱源】表示單位時間內供給熱量相同
例如3.
某物體沿斜面等速度運動下滑……
【等速度】根據牛頓運動定律，表示合力為0。
所以延伸出來的概念：有摩擦力或是合力作功為0
例如4.
圖中所示甲、乙兩地分別為一年中太陽正午直射地表的最北界與最南界……
【最北界】代表夏至當日直射北回歸線
【最南界】代表冬至當日直射南回歸線

二、看清楚題目問什麼
1.注意題目的最後一句話，並劃線下來，確認題目的考點問題為何。
因為常常題幹的敘述和問題要問的點是在國中課程的不同章節，容易混淆。
例如：
某物體質量5公斤，受一水平施力10牛頓，
於不均勻質地水平面上由靜止啟動，
並於5秒後達等速度運動，
求第5秒物體所受磨擦力大小為？

題幹敘述好像是屬於運動學的題目，
但是從最後一句話可知題意要求摩擦力；
並從關鍵字【等速度】解出摩擦力大小為10牛頓

2.注意單位的標示，以確定適用的定義及公式。

三、時間分配得當
不要被過程中某一題的解題不順而影響！！！
1.避免因為一題的執著而耗費太多時間，導致題目寫不完。
2.不要因為一題不確定答案就緊張，這會影響原本正常的解題思緒。
3.告訴自己：我不會，別人也不一定會！我不要緊張，讓別人去緊張。
但是如果有跳題作答，記得一定要在題目卷上，做清楚且明顯的記號，避免畫錯答案卡。
有時候先跳過難題，後面題目穩穩的寫完後，再回過頭來看，會有不一樣的思路。這樣也
避免了時間分配不當，導致題目寫不完。

四、計算時，記得將公式列出來，避免寫了一堆數字，回頭看卻不知代表什麼意義。

五、不確定的題目不要直接亂猜，可以從答案倒推；或著先刪去不可能的選項，以提高答題正確率。