能量漫談(3)   江銘輝 五夢網

六、   質量不滅

同樣的物質也不可能無中生有，或由有變無。盆裡有一誇脫的水，加熱使之沸騰，待完全化汽逸去。盆裡一無所有。這並不是說盆裡的水沒有了，只不過變成了看不見的水蒸汽而已。凝結消失的所有的水蒸氣，又可生成一夸脫的水。地球和它四周天體中的物質總量是不變的。這就是質量不減定律。

七、   真正不滅的是質量和能量總合，因為質量和能量可以互換

上述的能量和質量不滅定律，在1900年後，當人類可以製造原子彈、新元素和人造放射性物質的新知識，顧示了一個新的事實，就是能量和質量之間，也可以互換，這兩者在宇宙中的總量才是不變的，這就是質能不減定律。

西元1905年，愛因斯坦提出狹義相對論，在他狹義相對論裡說質量和能量可以互換，他說：能量等於質量乘光速的平方，即E＝MC²。(E是能量，M是質量，C是光速)，光速大得驚人，為3´10¹⁰公分，即每秒繞地球7.5圈，根據E＝MC²定律，如果我們將1公斤的煤炭完全轉變成能量，可供台灣一整年的電力。當然1945年美國在日本投下的二顆原子彈，更証明E＝MC²的質量和能量互換是正確的。

八、能源危機

1.   能源浪費

萬物因為太陽的熱，而活千萬年，有趣的也因為熱的逸散而喪生，真是成也蕭何，敗也蕭何。

怎麼說，我們不是講能量是不減嗎，更精確講質能不滅，為什麼還有能源危機呢?

 這個案答是:我們使用的很多能量最後都變成無用的熱能逃逸而去。

熱能將散失在空氣或你周遭的大氣中。它將從屋內、工廠．辦公室、汽車引擎，甚至於從人身上逃逸而去。將來我們可能會把現有存在地球上的可用能源全部變成熱能散失在空氣中

2.     能源危機

    人們使用愈來愈多的燃料來供應家庭和辦公室的熱能，駕駛汽車和貨

車、工廠的生產和所需的電力，以至於所用的燃料如煤、石油、瓦斯和汽油的價格愈來愈貴，而且即將用盡，如果照目前使用速率，有一天所有的煤、石油和瓦斯都將用盡，這種問題稱之為能源危機(圖15)。目前全球主要仰賴化石能源，然而，根據世界能源會(WEC)的估計，世界的石油將於40-50年內用盡，天然氣60-70年、煤礦200-300年內也將開採耗盡，核能所需的鈾礦則將於60-70年內用盡。

圖15：如果以目前使用的速率，燃料還能使用多久呢?

經過民1973年及1980年兩次能源危機後，大家都知道節約能源的重要。今後無論石油、煤炭、天然氣及鈾均非易於取得之資源，且需要能源十分殷切，倘未來能源供應發生短缺，勢將延緩我們社會與經濟的發展，因此我們都應該從現在就開始節約能源。

九 、新的能源

    設想若沒有目前傳統燃料的時候，我們所需的能量要從哪裡得到新能源?

    有些科學家已在嘗試以燃料電池、太陽能、綠色能源、潮汐、風和海浪的動能來產生電能，這些都是理想，真正成功路途還很遙遠，最關鍵問題是，如何經濟地利用這些能源？