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
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#電動車是替代性能源車輛而非環保能源車
#電動車是否環保取決於一個國家的發電體系是否健全
#但是台灣最主力的發電方式卻最排污最重的火力發電
#而且你知道充飽一顆電動車要消秏多少度電嗎
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教士今天和大家聊一下近期吵很凶的電動車議題。
我們的政腐現在把空污通通丟給燃油車,然後把頭插進地上當一隻鴕鳥只用屁股對著大家說:電動車最環保。
那電動車真的很環保嗎?
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現在台灣人開始注意到電動車,反正就覺得電動車要嘛就是在家插插頭,或是和gogoro一樣換個電池。
#可是有人去思考過充飽一顆電池要消秏多少電嗎?
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如果要用單位去講,目前我們對電的用量單位大概就是「度」,而1度電=1kWh=每1000W使用一小時的能量。
舉個例,目前特斯拉全新的P100D,它的電池容量是100kWh
#也就是說不計算充電轉換消秏的能量充飽一顆電池是100度電
而特斯拉的官方數據是說一顆電池最多可以跑557公里,也就是說平均1度電能跑5.57公里的概念。
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而台灣人平均每年每人用量電,以小家庭來講每個月平均夏季141度、冬季114度,就算是最扯的一個月平均也才300度。而充飽一顆P100D電池的電池的用電量就是一個人平均每個月的用電量,而你一個月會只跑557公里嗎?
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台灣汽車總量大約7,980,568台,而假設平均每個人一個月開車只開300公里,那一個人平均下來每個月就增加了約54度的用電量(大約是正常很省電家庭一個月用量的1/3),我們抓50度就好。798萬台汽車通通變成電動車,一個月平均增加的秏電量就增加了3.99億度的電。
#而且這些都還是沒有把充電的消秏損失與轉換率算進去的計算方式
#而且教士一年平均開的里程是1萬5千公里
#也就是每個月1250公里
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所以為什麼會有很多人說電動車環保呢?
第一: #那些人看不到火力發電的污染,而且只會拿一些很廢戰力極弱的"別的產業也會用電啊"的藉口來當口嘴的東西。
第二: #現在台灣的電動車數量還沒多到會影響主要電力供應,所以那些人就覺得電動車對生活用電無害。
第三: #因為那些人根本不知道充飽一顆電池要消秏多少電,所以就覺得電動車好環保。
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我們不把電動車的生產過程那些有的沒有的污染算進去,單純就秏電量來說, #充飽一顆特斯拉的電池就等於一個人每個月平均用電量。 那你說電動車好環保嗎? 笑一笑。
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緊接著,大家一定會想問,那gogoro呢?
一顆gogoro電池是30.3Ah,轉換成度大約就是1.37kWh,而一台gogoro要吃2顆電池,也就是說它是背著2.74kWh在跑。而它的平均里程大約能跑100公里,也就是說1度電大約可以跑36公里。
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假設平均起來台灣人每個月只騎200公里的話,一個月大約增加5.5度的用電量,聽起來很省對吧?
#可是民國107年5月統計的機車掛牌量是1378萬台
#所以如果全部的二輪都變成電動車那一個月會增加7579萬度電的需求
#你覺得台灣的發電系統撐的下去嗎
#要不要再多蓋幾座火力發電廠來救空污和用電吃緊的問題呢
#而且以上的消秏量都是完全沒有把充電時的秏損與轉換率給算進去唷
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當然,電車環保人士一定會想戰說電車的能量浪費比例比油車要好,那教士再和大家聊一下1度電與1公升汽油所產生的能量差異吧。
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因為我們很難用"出力"去定義強與弱,所以就最直接的以能量產生的『粗熱值gross heating value』去做一個量化的比較。
1度電產生的能量大約是3.6MJ,轉換成KJ(千焦耳)是3600KJ。
1公升汽油產生的能量是43070KJ/千克,而汽油密度約 0.75g/ml,所以把千克換算下來一公升汽油大約能產生32302KJ。
有些電車車主會說油車能量轉換效率差,大約只有20~25%的轉換效率,而電車有60%。
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白痴一點直接拿KJ去算,1公升汽油產生32302KJ*20%=6460KJ的能量,而1度電產生的3600KJ*60%=2160KJ。
#不管怎麼算都是汽油提供的能量大於電能啊
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補充一下,有人會嘴說電動車產生的動能較低但卻能有更高的里程,事實上並非如此。
#教士一開始沒講的就是電動車供電充電時的電能秏損
#你真的以為充飽1度電就只要1度嗎
簡單的說,一度電是1kWh=1000W/小時,在直流系統中,瓦w=VA,也就是1000vAh。
教士舉一般的48V/20Ah=960vAh的電瓶來當例子,充飽一顆960vAh的電瓶,換算的公式就是:
容量 ÷ 1000 ÷ 轉換秏損 = 消秏度數(kWh)
而重點就在於那個轉換秏損,很多人都拿油車的概念在當電動車,都以為電動車容量多少就是用多少電, #但實際上充飽你電瓶的秏電量絕對大於你的電瓶容量。
這也是油車絕對不會發生的 #補充能量過程秏損
實際上電能秏損一直都存在,只是被那些假環保人士視而不見。 #你加油50公升就是50公升進油箱,最多誤差幾mml。 #但要充飽一顆電瓶所需要的能量絕對大於一顆電瓶本身的容量。
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假設我們先不例入所謂的線材秏損、設備轉換或電阻三小有的沒有的,單純以80%的轉換效率來說。充飽一顆 48V/20Ah電瓶所需要消秏的電力就是 960 ÷ 1000 ÷ 0.8 = 1.2度。
#上面故意不提這個讓很多理盲的電動車嘴臉以為充1度電就是秏1度電
#實際上充飽一度電消秏的電力絕對大過一度電
一些電動車主喜歡說電能轉換動能有60%的功率,而汽油轉換只有20~25%,但你們這些人有把儲存秏損、轉換秏損、傳輸秏損以及自放電秏損這些算進去呢?
#沒有嘛
#而且我還沒有把gogoro換電站的電能消秏算進去哦
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所以最後要說
油車電車沒啥必要要戰,但請電車車主不要太過自我感覺良好覺得自己是環保小尖兵,除非今天台灣的供電都是以核能或綠能為主,不然你真的離環保還有好大一段路啊。
不過當然,台灣電價便宜,一度電最高最高也才6.41塊,你充飽一次100度的電瓶也才641塊錢,當然無感。
但對台灣的供電網路呢?當你們沾沾自喜的在說自己的排碳量低於油車時可曾想過台灣這個地方的供電網路承受的了你們嗎
#以上電動車行駛里程與充電秏能都是極度美化的數字真實世界不可能的因為我連爬坡負重都沒列入
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