金子珠窩筆記

碳氫化合物燃燒熱與CO₂排放的定量推導 1. 理論基礎 對於通式為 C x H y 的碳氫化合物，完全燃燒反應為： C x H y + (x + y/4)O 2 → xCO 2 + (y/2)H 2 O 關鍵計算參數： 燃燒熱（ΔH g ） ：單位質量燃料完全燃燒釋放的能量（MJ/kg） CO₂排放強度 ：每釋放1 GJ能量伴隨的CO₂質量（kg/GJ） 2. 以甲烷（CH₄）為例的完整推導 步驟1：平衡燃燒方程式 CH 4 + 2O 2 → CO 2 + 2H 2 O 步驟2：計算莫耳燃燒熱 從標準熱化學數據（ NIST Chemistry WebBook ）： CH 4 燃燒熱：ΔH c = -802 kJ/mol CH 4 分子量：16.04 g/mol 質量燃燒熱 ΔH g = |ΔH c | / 分子量 = 802 kJ/mol ÷ 0.01604 kg/mol = 50.0 MJ/kg 步驟3：計算CO₂排放強度 根據反應式，1 mole CH₄產生1 mole CO₂（分子量44.01 g/mol）： CO₂排放量 = (44.01 g/mol) / (16.04 g/mol) = 2.74 kg CO₂/kg燃料 每GJ排放 = (2.74 kg) / (50.0 MJ/kg × 0.001 GJ/MJ) = 54.8 kg CO₂/GJ 3. 正十二烷（C₁₂H₂₆，柴油模型）推導 燃燒方程式 C 12 H 26 + 18.5O 2 → 12CO 2 + 13H 2 O 計算數據 ΔH c = -7513 kJ/mol（實驗值） 分子量 = 170.34 g/mol ...

從木材到氫氣：一場分子級別的能源革命 熱化學眼中的能源進化史 1859年，蘇格蘭工程師威廉·蘭金（William Rankine）發表論文指出：使用高碳純度燃料的蒸汽機，其理論最大效率可從5%提升至8%——這看似微小的3%差異，實則是因燃料分子中 每減少1個雜原子（如硫、氮），就減少5-7%的不可逆熱損失 。這是一場持續了200年的「分子叛逃計劃」——碳原子正在被人類系統性『解雇』。 ✏️ 互動思考題： 給你三種燃料的分子式：木材（C 6 H 10 O 5 ）、柴油（C 12 H 23 ）、甲烷（CH 4 ），哪種最環保？為什麼？ （提示：計算C/H比，並寫出完全燃燒反應式） 熱化學第一課：燃料的「身份證」 1. 分子式就是能量密碼 所有碳氫化合物燃料的燃燒反應都可以用通式表示： C x H y + (x + y/4)O 2 → xCO 2 + (y/2)H 2 O + 能量 關鍵在於 碳氫比（C/H） ： 燃料 典型分子式 C/H比 燃燒熱 (MJ/kg) CO 2 排放 (kg/GJ) 木材 (C 6 H 10 O 5 ) n 0.6 16 110 煤炭 C（無固定式） ∞ 24 95 石油 C 12 H 23 0.52 ...