能源與能量

能源與能量的區別

• 兩系統：
  1. 99度+1度

     99度		1度

  2. 50度+50度

     50度		50度

• 以上兩系統，能量相等能源不相等。
• 熱力學
  1. 第一定律：能量守恆，既不能消滅，也無法無中生有。質量要看成能量的結晶。
  2. 第二定律：能源(可以做功的能量)越用越少。質量要看成很純的能源。

討論一：人類使用能源的例子

各組討論，舉出大量的例子(至少5個)

歸納：

1. 人力：農業發展之後，人口大量增加。直到 300 年前，人力仍是人類社會能源的主力。
   • 養一個人所需的土地面積，農業比採集漁獵少了 100 倍。
   • 草適合育種為人類作物的原因：
     1. 長得快(比樹快得多)
     2. 種子富含醣類，人類很容易消化吸收
     3. 一年生，人類可以養好幾代(古代人平均夀命只有 30 歲)
   • 農業發展之前，不可能有商業、奴役制度
2. 動物系：
   • 馴養動物
     1. 驢帶來第一次全球化：羅馬和秦漢帝國
     2. 駱駝帶來第二次全球化：阿拉伯帝國(即大食帝國)
     3. 馬成就了騎兵，提供「機動」兵力，而且孕育了大規模的帝國。
   • 古代淺海浮游動植物將太陽能儲存在體內，經地球壓縮烘烤變成石油和天然氣。
3. 植物系：
   • 木材，能源來自光合作用將太陽的光能儲存在植物體內。
   • 生質能，將動物和植物的廢棄物製成材油，或以植物的纖維素、醣製成酒精做為燃料。
   • 古代植物變成煤。能源來自古代光合作用的儲存，經地球壓縮烘烤而成。
4. 天地系：天指太陽和月亮，地指地球。
   • 太陽的光和熱：種植作物、曬東西(如磚、衣物)
   • 風能，太陽作用於大氣，因吸熱不均勻產生空氣流動。用途：航行、輾米麥、汲水，現代用噴射氣流航空，用風力發電。
   • 水位能，太陽將水蒸發抬升再凝結降下。用途：航行、輾米麥，現代用水力發電。
   • 洋流，太陽作用於海洋，因吸熱不均勻產生海水流動。用途：航行、漁獲。
   • 潮汐，月球引力使地球近端海水與遠端海水隆起。地球因自轉各處的海水每天起落兩次。可用於發電。
   • 地熱，溫泉。現代可用地熱發電。
   • 核能，重元素放出超新星爆炸時儲存於原子核中的能量。或是利用氫融合成氦放出的能量。
   • 能量轉換最佳中介：電磁力(電力)，只是人力用來轉換能量的平台，至於雷電，人類尚無法駕馭使用。

大量取用的樣態，按難易度來分：

• 生物單體
• 生物群體被天地濃縮
• 太陽、地核及其衍生能源

討論二：美洲人與歐亞人

自一萬多年前，現代智人由歐亞進入美洲，然後白令海的海平面上升，將兩邊的人類分開，直到 15 世紀，兩邊才再次接觸。為什麼歐亞人和美洲人再次遭遇後，是歐亞人殺死了百分之九五的美洲人，而不是倒過來？

注意：美洲也有高度的文明和帝國，如馬雅帝國，印加帝國，阿茲特克帝國等。

線索：

討論三：人類馴養的動物

人類馴養的動物中，肉食的很少，只有狗和貓。45公斤以上，草食或雜食的哺乳動物有那一些，分布在那些地方。

討論二、三的解答

1. 農業需要水，必須在山脈下的平原才容易發展。歐亞的的山脈帶是水平走向，農業在同緯度容易傳播。美洲的山脈卻是垂直走向，傳播農業需要跨越不同的緯度，氣溫變化大，相對困難。所以歐亞雖然只比南北美洲大 1.3 倍，但在五百年前人口卻相差八、九倍。
2. 農業發展導致人口多，聚落多且大。
3. 人口多導致發明多。
4. 歐亞可供馴養成功的動物比美洲多太多，馴養動物可以提供：運輸、耕種、作戰、食物等用途。人類馴養 45 公斤以上的哺乳動物：
   1. 綿羊(西亞、中亞)
   2. 山羊(西亞)
   3. 牛(歐亞、北非)
   4. 豬(歐亞、北非)
   5. 馬(俄南、蒙古)
   6. 單峰駝(阿拉伯)
   7. 雙峰駝(中亞)
   8. 馴鹿(北亞)
   9. 驢(北非、西南亞)
   10. 水牛(東南亞)
   11. 犛牛(青藏高原)
   12. 巴里牛(東南亞)
   13. 東南亞野牛(印、緬)
   14. 駱馬(羊駝)(安地斯山)
5. 免疫力：歐亞人在大型聚落中，又與馴養家禽、家畜混居，經過多次傳染病反覆「洗牌」之後，免疫力較美洲人為高。歐亞人只對雨林的免疫力較差。