K-12能源教育電子書 - Energy Education e-Handbook

	教室中的能量流動
	來自食物的能量
	能量柯南-探索能量的跡象
	熱能探一探
	太陽和它的分身-風力/水力
	溫度測量
	生態系統中的能量運用
	食物鏈遊戲
	勢能與動能
	能源形態變變變
	家電使用大搜查
	社區能源的使用
	消失的能量
	功率比一比
	食物熱量知多少?
	能源故事
	能源之煋

	煤礦挖!挖!挖!
	導電猜謎遊戲
	燃燒出光與熱!
	風水輪流轉
	能量來源對對碰
	線路馬戲團
	電力哥倆好--電動馬達與發電機
	能源分一分
	燃料運輸網
	加油去
	核能想一想
	太陽能鍋DIY
	能源辯論
	能源之煋

	行銷能源
	能源成本算一算
	核廢料的處理
	空氣污染黑名單
	能源使用的前世今生
	帳單讀一讀
	讀表高手
	聰明開車
	能源價格與供需法則
	能源觀點
	綜合主題活動—能源大調查
	能源之煋

	能源，別說再見
	再生能源?用或不用?
	能源工作跟屁蟲
	能源的未來
	綜合主題活動-能源行動計畫
	能源之煋

能源來源的介紹

將底下“台灣各燃料種類的能源消耗圖”重新畫在大海報紙上，再利用圖畫或是從報章雜誌剪貼圖片，以圖示說明各種燃料。

許多小說或是真實故事，描寫不同能源資源的故事，比方說，鄭和下西洋，用風力航行大海的歷史傳奇。找一位年長的長輩，問問看以前他們家是否利用燃燒煤礦來取暖。找些有關在石油鑽塔生活的文章。

可再生以及不可再生能源
用蠟燭加熱平底鍋。注意：請大人幫你，要戴隔熱手套，不要讓火太靠近衣服或身體。蠟燭燃燒時有什麼變化？蠟燭本身的東西跑那兒去了？看看平底鍋產生的黑色物質，同時記住你感覺到的熱度。燃燒產生的黑色物質與熱度，本來是屬於蠟燭的，蠟燭代表不可再生的能源。不可再生的能源，包括化石燃料(煤、天然瓦斯、石油)和核能。現在，把平底鍋拿到陽光底下，用太陽加熱。太陽每天都在，它屬於可再生能源，另外樹木、水力和風力有都是可再生能源。備註：雖然木頭會燒掉，但我們能夠再種樹，而製造蠟燭的石油原料卻是有限的。

化石燃料產品
先看參考的化石燃料產品表，在你所擁有或曾使用過的物品旁邊打一個勾，寫一個故事，儘可能用到表上所列的物品，越多愈好。

2005年台灣各燃料種類的能源消耗圖

太陽能調查

太陽熱能
注意：千萬不要直視太陽，這對你的眼睛有害喔。
在陽光底下與陰影下各放一瓶水，半小時過後(或更長的時間)，比較兩瓶水溫，若允許的話，用溫度計測量。

玻璃瓶與塑膠瓶，兩種不同的材質對太陽的加熱能力有怎樣的差異呢？把溫度計放在一個空塑膠瓶裡，讓溫度計懸空，以便測量瓶中空氣的溫度。另外以同樣方式測量一個玻璃瓶。將兩者放在室外，一小時後比較兩者的溫度差異。用不同顏色的瓶子實驗看看，假如瓶子是不透明的，拿出溫度計後要盡快紀錄下它的溫度，因為可能會很快被外面的空氣影響而改變溫度。

沖泡一杯太陽能茶。把茶包放進一瓶乾淨的冷水裡，讓這一瓶水在太陽底下曬一小時以上。

哪一種顏色最能吸熱？把冰塊放入塑膠袋中，並放在不同顏色的海報紙上。(要確認每一包冰塊都是等量的以便獲得較好的實驗結果)看看哪一種顏色紙上的冰塊最先融化。再試試看放在錫箔紙上會怎樣。

設計一項實驗，比較白色屋頂與黑色屋頂的房屋，哪一個的室內較為涼爽？先做一個假設，再測試是否正確。結果是怎樣？說明為什麼你會這樣假設。

用太陽的熱能使食物脫水。把葡萄或是其他水果，放在淺盤裡並蓋上塑膠紗網，讓陽光照幾小時。你可以更進一步去測量食物被陽光曝曬前與曝曬後的重量，記錄後比較它們的變化。

觀察測量水窪在陽光下的蒸發。觀察過程中，先用粉筆在水洼的外圍劃一圈，十五分鐘或一小時後再畫出水窪的外圈範圍，每隔固定的時間再追蹤測量一次。水窪會隨著時間增加而越來越小。

用太陽能將鹽從鹽水中提煉出來。將鹽水放入密封乾淨的容器，放置於陽光直射處，等幾個小時後凝結物形成，嚐一嚐在容器邊上的水，它是的。當水蒸發時，鹽就留下來。想一想，用什麼方法能更有效率的分離水和鹽，以取得乾淨無鹽味的水？

陽光

用稜鏡找出光譜。用蠟筆或油彩畫出棱鏡所折射出的顏色，再畫一張海報，內容請呈現出日光對我們日常生活的重要性。
用鏡子作光的折射實驗，把鏡子來回轉動製造出光束效果，用手電筒創造一些不同的模式，用這些模式當成密碼，跟你的朋友玩密碼傳訊息的遊戲。

影子

研究影子在早上、下午、傍晚的長度變化。在大一張海報紙上描繪出其他人的影子並比較面積的大小。比較每天同一個時間(譬如每天早上十點鐘)但在同一年裡不同日期(譬如春分夏至或每月的一日)的影子長度，有什麼不同。

做一個簡單的日晷：鋪一張紙在地上，再用一隻鉛筆穿過紙固定於地面上，鉛筆要垂直於地面。每隔一小時，將鉛筆筆尖影子的位置作上記號，並註明時間，第二天一樣將筆和紙放在地上，測試影子是否落在相同的位置。你能用自己的影子猜出現在的時間嗎？

季節

請你比較四季裡的日落時間及落在地平線的位置。室外的溫度如何變化？人們在衣著上如何反映對氣溫的變化呢？你最喜歡哪一個季節？為什麼？

閱讀有關季節的書和詩(請參考資源resources)，寫出一首歌或詩或故事，裡面要包含有關太陽的資訊，例如：它在天空的高度、距離地球多遠、白天的長短…等等。

太陽的方位

用太陽來判斷學校的正門朝向哪個方位。學校的哪一邊面對太陽升起的方向，則此面就是東邊，與它相反的方向則是西邊，學校被陰影遮蔽的地方就是北邊。

在東南西北四個方位的窗戶各放一個溫度計，比較它們一天之內的溫度變化，假如有一種植物需要全日照，你會將它放哪裡？只需部分日照的和喜歡陰暗的植物又該放哪裡？

追溯回太陽

能源小資訊
太陽是我們最主要的能量來源。我們所吃的食物是從太陽獲取能量才能生長，甚至開燈或開車都仰賴著太陽的能量。化石燃料─煤、石油、天然瓦斯─曾經都是需要日光方能生長的有機體。所以當我們開車的時候，其實是間接地在使用太陽的能量。想想你每天所做的其他事，還有沒有可以追溯回太陽能量的活動。譬如：打開電燈，電力通常產生自燃燒煤，而煤曾經是靠陽光生存的有機生物；燃燒木材使房子溫暖，木材來自樹木，樹木需要太陽才能生長；拿起書包這個動作，我們的能量來自食物，食物來自使用太陽能的植物。

研究植物是否需要陽光才能生長。假使你種一棵植物但完全不讓它接觸陽光，會發生什麼事？來做一個對照實驗：先種幾顆同種的種子，讓種子發芽長到十至十五公分高，選出四株平均高度一樣的小苗，第一株(控制組)讓它暴露在有陽光有水有空氣的環境下，第二株給它水與空氣但不給陽光(放在不受日照的櫃子裡)，第三株給陽光和水但不給空氣(用塑膠袋將整盆植物包起來)，第四株給它陽光、空氣但不給水。仔細的觀察紀錄四株植物的生長情形。

比較一顆豆子在它仍是種子時，與生長成一株植物時的重量差別。作一篇報告，內容關於植物如何利用太陽能量來增加其生物質量或是如何生長。

以你的午餐菜色作為食物鏈題目，將源頭回溯到太陽。例如：麵包來自小麥，小麥利用陽光行光合作用才能生長；火腿來自豬肉，豬吃玉米長大，玉米也需要陽光才能生長。

以你的午餐菜色作為食物鏈題目，將源頭回溯到太陽。例如：麵包來自小麥，小麥利用陽光行光合作用才能生長；火腿來自豬肉，豬吃玉米長大，玉米也需要陽光才能生長。

太陽能

找一個簡單的太陽能電池和電線。許多科學供應店或電子用品商店都有賣這樣的配套原件。請你用太陽能電池使小風扇運轉、手電筒燈泡發亮，或是讓電鈴發聲。你也可以試試在陰天時使用太陽能電池或是在日光燈或白熱燈泡等人造光源下使用太陽能電池。

找找看你住的社區裡有沒有人使用太陽能電池板。有些人家的屋頂可能會有。有許多計算機是用太陽能電池。在某些地方的公路指標有使用太陽能。將使用太陽能的物件拍攝下來，作一本資料收集冊。(拍照前先詢問屋主或擁有著的同意)

陽光安全手則

雖然太陽是地球上能源的主要來源，若不小心它也會造成傷害。謹記下列的安全提示，寫在海報紙上呈現出來：
‧ 不要直視太陽
‧ 在戶外要戴太陽眼鏡
‧ 擦防晒油保護皮膚
‧ 記住，就算是陰天也可能會晒傷
‧ 不要將小孩或寵物單獨放在停好的車子裡(即使窗戶打開)

神奇的風

教室裡的風
丟下一片羽毛或是吹個泡泡，觀察他們的移動方向，是直接往下掉落還是緩緩的往某一個方向飄落？

在鉛筆上垂掛一片長的薄塑膠片（必要的時候用膠帶固定），拿著它去教室裡不同的地方，如：靠近門窗的地方、暖氣機上方、在教室正中央等，把筆拿穩後看看塑膠片有什麼變化？

教室外面的風
利用紙風車或是上一段提過的固定在鉛筆上的薄塑膠片，觀察並比較學校裡不同地方的風速。你也可以比較看看不同日子裡的風速。試著訂出幾個級別，如：刮大風、吹和緩的風、無風等，同時記錄並分類你所觀察到的風速。

風的力量
收集世界上各地的風車照片，研究人們如何利用風車來抽水或是發電。

風的旅行
調查探險家們是如何利用風去世界各地航行，風是怎樣幫助他們還是阻礙他們的呢？

舉行一場迷你帆船比賽，你可以利用木頭、軟木塞、發泡塑膠或是任何可以漂浮在水上的東西做一艘船，並用牙籤去支撐你的帆。想想看，有什麼東西可以用來做帆呢？用一片葉子、一張紙或是其他廢棄的材料試試看。

有趣的水

水的熱傳導
先在兩個不同的瓶子裡面，各掛上一個溫度計，將其中一個瓶子裝滿水，另一個空著，同時將兩個瓶子拿到太陽下曬五分鐘，觀察溫度計是否有變化，看看把水加熱與把空氣加熱，哪一個快。

水的力量
力發電在台灣的經濟發展上，扮演一個很重要的角色。舉辦一次參觀水壩的戶外教學，結束後寫一個關於台灣水力發電歷史的報告。翻到第235頁「利用水的位能發電」的段落，將提到水的部分用藍筆標示出來。

請試著製作一個水壩的模型。在一個塑膠桶的一側，打上一個小洞，先用手指將小洞壓住，再將塑膠桶裝滿水，移開你的手指頭，仔細觀察水流出的情況。作一個實驗，比較不同大小的洞與不同高度的洞，觀察從一開始流出水到流不出水的過程中，水流出的速度與流出的水量有何差別。看你能不能為你的水壩設計一個可以上下移動的活動門，當門關上時水不會流出，打開時水便流出。

水的厲害 (水的功用)
社會上有哪些工作需要水的幫忙呢？舉例來說，消防工作、造紙廠與其他的製造業。找出在火力發電與核能發電的過程中「水」所扮演的角色。請你用水去完成下列的工作：

將平面上的鉛筆舉起7.5公分
在平面上移動鉛筆25公分
吹動纏繞在鉛筆一端的線
讓鉛筆從12.5公分高的地方掉落
將一個軟的物體丟高60公分
把餅乾磨成小碎片
打開一個中空的物件
轉動一系列的齒輪

生活中的電力

找一些同學，請他們排成半圓形。從中選出一個人站到中央，表演他每天會作的事情。表演的過程中，其他的同學看到若有需要使用到電的活動，可以利用發出聲音、拍手或是按鈴的方式表示出來。找出你們縣市附近的發電廠，看它是用哪一種燃料，並且簡單的描述每種燃料，內容要包括燃料的來源，以及是否為可再生的燃料。

石油產品 (化石燃料產品)? 資料來源：美國石油協會
看看下列物品，在你一天當中會使用到、消耗和購買的產品旁邊打勾。

□	氨水	□	肥料	□	外用酒精	□	窗簾
□	麻醉劑	□	釣具	□	踏腳墊	□	假牙
□	防凍劑	□	手電筒	□	安全玻璃	□	止汗劑
□	抗組胺劑	□	調味料	□	帆	□	洗衣粉
□	防腐劑	□	防腐劑	□	鎮靜劑	□	洗碗精
□	系統廚具	□	傢俱	□	洗髮精	□	乾洗劑
□	義肢	□	接著劑	□	運動鞋	□	染料
□	人工草皮	□	甘油	□	軟式隱形眼鏡	□	耳機
□	阿斯匹靈藥片	□	吉他弦	□	溶劑	□	電毯
□	雨蓬和雨傘	□	染髮劑	□	跑車車體	□	電工膠帶
□	汽球	□	燙髮劑	□	運動用品	□	瓷釉
□	繃帶	□	助聽器	□	伸縮布料	□	鍋柄
□	船	□	心臟人工瓣膜	□	太陽眼鏡	□	褲襪
□	口香糖	□	軟管	□	運動杉	□	降落傘
□	建築材料	□	油漆	□	人造橡膠	□	隔板
□	相機	□	人造皮革	□	帳棚	□	香水
□	蠟燭	□	墨水	□	輪胎	□	免燙防皺衣物
□	汽車烤漆	□	殺蟲劑	□	工具箱	□	凡士林
□	汽車零件	□	驅蟲劑	□	工具架	□	相紙
□	汽車隔音材料	□	電線外層絕緣皮	□	牙刷	□	枕頭或睡墊中的填充物
□	卡帶	□	救生衣	□	牙膏	□	眼鏡
□	油灰填縫劑	□	鋪地用油布	□	玩具	□	面霜手霜
□	防風打火機	□	音響喇叭	□	透明膠帶	□	維他命膠囊
□	香煙濾嘴 filters	□	黑膠唱片	□	打字機色帶	□	紗線
□	清潔工具	□	手提行李箱	□	耐摔餐盤	□	拉鍊
□	梳子和刷子	□	安全帽	□	內衣	□	塑膠袋
□	( 塑膠 ) 容器	□	電影膠捲	□	制服	□	塑膠水管
□	可體松	□	尼龍繩	□	沙發襯墊	□	冷卻劑
□	化妝品	□	濾油器	□	真空袋	□	防撕尼龍布
□	蠟筆	□	油漆刷	□	吸塵器濾網	□	屋頂
□	信用卡	□	滾筒油漆刷	□	噴霧器	□	塑膠袋
□	環氧樹脂漆	□	水龍頭開關	□		□

生活中的電力

簡單的機器

功與機器

能源小資訊

做一做下面的活動：
．推一面牆
．維持一隻手舉高過頭的姿勢，超過一分鐘
．徒手抱著一堆書
．立正不動三分鐘
．打開窗戶，然後再關上它

在這以上這些活動裡，有展示出功嗎？科學家給功下的定義：功＝力×距離。因此，只有最後一項才算功，因為它有使物品移動。力能移動物品，這個力給了物品能量。換句話說，力就是推或拉。日常生活中，我們會推拉哪些東西呢？拍球、爬樓梯、搬書，開門或是關門都算是。跟同學玩比手畫腳遊戲，讓他們猜一猜你每天推與拉的活動。

我們吃食物，將能量儲存於肌肉，發出力氣，才產生功。假如有東西供我們使用，讓我們花少許力氣就能把事情做好，這樣不是很棒嗎？實際上，我們確實做到了，人類發明各種機械，機器做了許多功，幫助我們工作更輕鬆〈省下了能量與力氣〉。我們只需花小小力氣〈推或拉〉使機器運作即可。大致上可以將簡單機械分類為：斜面、楔子、螺旋、槓桿、輪子與輪軸和滑車。

從雜誌裡找出一些人們使用工具或機器來幫助他們工作的圖片。比較這些機器種類，試試看你能不能依照它們的相似性來幫它們分類。

斜面
用一個彈簧秤去測量比較，直接地舉起一件物品和從斜坡拖拉起一件物品各需要用多少力。若沒有彈簧秤，可以用迴紋針的一端勾住一把尺，再勾住一條強力橡皮筋，就是一個簡單的彈簧秤。在彈簧秤或橡皮筋上掛著一塊磚頭、書、石頭，或是任何重物皆可，將重物從地面舉起放到桌面上，看看彈簧秤上的測量值為多少，或是橡皮筋拉了多長。接下來，拿一塊板子斜靠在桌邊，這一次，重複剛剛的動作，但是要緊靠著板子將重物移到桌上。

．需要多少力量才能將重物搬起來？
．測量桌子的高度和板子的長度來確定磚頭被移動的距離。
．斜靠在桌邊的板子就是斜面的例子。你還能想出其他的例子嗎？斜面增加了物體移動的距離，但卻省下所需的力量。
．當板子的長度〈斜度〉改變時，距離與力量之間產生什麼變化？

槓桿

能源小資訊

你知道在遊樂場裡的某個遊戲設施實際上就是一種簡單的機器嗎？這個機器就是翹翹板。它是槓桿原理的展現，一種簡單的機械原理，使我們能輕易舉起物品。生活中有許多利用槓桿的例子，像是開瓶器、鑷子、撬棍、鉗子…等等。

用翹翹板作實驗：找兩個和你差不多體重的同學一起玩翹翹板，想想看，位置該怎麼安排才能讓其中一個人舉起對面的兩個人？先在紙上畫畫看，再實際實驗，最後畫出正確的結果。

自己做一個翹翹板：找一塊木板〈槓桿〉和一小塊三角形木頭〈槓桿支點〉，將三角形木頭放置於木板下，木板的其中一邊再放上幾本書〈稱作“負載”〉。

要如何使這個槓桿舉起負載？〈在槓桿的一端往下施力，則另一端會往上翹；力的方向被轉變了。〉

槓桿支點的位置實驗：當支點的位置在槓桿的中間，還是靠近其中一邊才會比較容易舉起負載？下壓施力的位置也有關係嗎？槓桿最大極限能移到哪一位置，才得以使負載被抬的最高？

摩擦力：動與停

能源小資訊

功並非總是得來容易，會有一些阻力出現。試著將書本滑過書桌，或是在地板上滾球，為什麼到最後它們都會停下來，而不是一直滑或滾下去？原因就是兩個物體接觸，產生摩擦力，而摩擦力導致動作慢下來。

用各種不同的物體在桌面上實驗其摩擦力：找些橡皮擦、黑板擦、木塊、小石頭、牛奶紙盒、塑膠杯等物品，使用彈簧秤勾住物體，一次一個，在桌面上拖拉，比較測量移動這些物品各需要用多少力量，拖拉時彈簧秤必須要和桌面平行。若沒有彈簧秤，也可以用線綁住物品，另一端綁住迴紋針，迴紋針再勾住一條橡皮筋，試試看拖著不同物件時，比較橡皮筋拉出的長度有什麼不同。桌面上覆蓋一層不平滑的東西，然後再重複上面的實驗。桌面上的覆蓋物對物體的移動會有什麼影響？哪一種會產生較多摩擦力？

當你拿某件物品，與其他東西搓摩時，會產生某些能量，作個表格將這些能量紀錄下來。用砂紙摩擦木頭時，你聽到什麼能代表聲音能量的實例嗎？再多摩擦幾下，感覺木頭有什麼變化？〈它摸起來會熱熱的，這就是熱能。〉哪裡來的能量使你有力氣能夠摩擦木頭？〈提示一下：今天早上你吃的早餐是什麼？〉

發揮想像力，寫一則小故事，題目為：沒有摩擦力的生活。想想看，在生活中若沒有摩擦力，應該是多麼危險的事，而且使力也將變得困難；例如：沒有摩擦力要怎麼踩腳踏車的踏板，又要怎麼煞車呢？

生物社群裡的能量流動

用一個空玻璃瓶創造一個生物社群。取同一生物社群裡的植物和小昆蟲，設計一套觀察記錄的方法，除了紀錄生物的成長、死亡與分解腐爛，了解能量在這個小社群裡的流動，還有養分、水和其他資源是怎麼循環利用的。

食物的能源成本

能源小資訊

儘管植物靠著太陽能已足夠應付生長，當我們想要大量繁殖同一種作物的話，我們便得提供額外的能源。現代的農夫常使用牽引機等機械設備來耕作，這些機械設備通常都是靠化石燃料來運作的。一般來說，在我們所消耗的能源中，大約有17％的能源被用來生產、加工、運輸、儲存與準備食物。這些消耗的能量比我們經由攝取這些食物所獲得的能量（換算成卡路里後）足足高出了八倍之多。

設計一個能描述食物從自家的花園中生長一直到被吃進肚子的流程圖，並對照從雜貨店中買食物回家到吃進肚子的流程圖。每個流程裡的步驟都會消耗能量，在能源與我們的食物系統 (在本頁下方)已有些範例，你能不能再去增加一些步驟呢？

替一間虛擬的餐廳設計菜單並以所消耗的能源為基礎訂出每道菜的價錢，舉例來說，從自家菜園生產的新鮮胡蘿蔔的價格，與脫水或是罐裝的胡蘿蔔的價錢，該有何不同？你可以考慮的有田裡的能源需求（包括運作農業機械設備所需的成本與施肥與病蟲害防治的成本）、運輸、處理、包裝食物等。將這份「菜單」與你的朋友或是家人分享，看看他們會選擇哪種食物，也觀察他們的選擇是如何被能量的成本所影響。

撰寫一份聲明書，反對利用玉米或是其他的食物當作燃料的來源。玉米是一種高碳水化合物含量的食物，因為它的高能量，它便被考慮成另一種替代的燃料來源。燃燒玉米可以提供房子暖氣，發酵成酒精可以用來驅動汽車。請你調查一下除了被吃進肚子外，還有哪些方式可以利用食物本身的能量。

能源與我們的食物系統：食物的生產流程與所消耗的能量成本

繁殖作物
在田裡繁殖作物需要消耗的化石燃料（柴油、汽油、天然氣等，皆可被追溯回到太陽能）與電力（利用化石燃料發電、核能發電或是利用可再生的材料發電），來運轉機械。同樣的肥料與殺蟲劑也是由石油中提煉出來的產物。

運輸食物
運送作物與家畜到處理的加工廠，使用到如卡車、火車與大型平底船也需要消耗化石燃料。

處理食物
處理食物的過程是指將作物或是動物製造成在商店裡看到的食物。這些處理過程包括加熱、冷凍、裝罐與脫水。有的罐裝食品還包含了烹煮、混合、添加調味料、色素與防腐劑與包裝等。

運輸處理好的食物
利用貨車、火車與大型平底船運送處理過的食物到零售商店中。

販售食物
零售商將食物陳列在貨架上以便消費者選購，儲存這些食物需要能源，電力與天然氣用來保持商店的空調與食物的冷藏保鮮。明亮的照明好讓消費者看清楚商品的標籤與價格。而同時我們也因為開車去商店購買而消耗了能源。

準備食物
一旦我們將食物買回家就開始準備料理食物以便我們吃下肚子。我們會打開它、烹煮它、烘烤它與冷凍它。在準備完食物後能源仍持續消耗（清洗、處理與打包廚餘等）。

運送能源

請以各種運送能源的方式作為主題，研究它們的優點和缺點，以下的題目可以供作討論：能源運輸的歷史，能源運輸的安全〈意外事故、災難、緊急應變措施〉，比較不同運送方式的效率、經濟成本和對自然環境的影響。

繼續追蹤尋找有談論能源發展的書籍、雜誌和報紙，或是電視上播出的相關節目。

能源製造的時間年表

太陽能轉變成其他各種形式的能源需要花多久的時間？製作一個能源製造時間年表，利用計算機用捲紙或把細長條狀的紙黏成長帶狀，時間的範圍可從兩公尺到整個走廊那麼長。時間列表越長，越能精確地表示能源生產的時間。將現今人類所使用的各種能源做個比較，看看它們之間有什麼關係，以及大自然造就這些物質變成可供我們使用的能源各需要花多久時間。能源來源與製造能源所需的時間在下一頁有列出來。

探索資源開發的科技

模擬不同階段粹取及精煉石油的方式，或是模擬其他資源開發的科技。例如：探採石油就類似在一推混雜的物質裡找出磁鐵一樣，將一個強力的磁鐵與各種小物件放在淺淺的盒子裡，並用蓋子蓋住〈盒子裡的東西都要盡量碰到蓋子〉。藉由敲敲蓋子，聽聽聲音的變化，來猜出盒子裡小物件的位置，再用一個懸吊著的迴紋針，當作磁石探測儀器，找出盒子裡面的磁鐵。〈提示：注意看迴紋針的動靜，它會被躲在盒子裡的磁石吸引過去。〉

汽車引擎裡的能量轉換

研究汽車引擎是如何運作，它是怎麼把石油變成讓汽車能跑的動能？再研究以下三個問題之間的關聯性：(1)引擎運作方式與效能，(2)汽車裡電力系統的運作方式，以及它供應車內哪些系統，(3)未來將可能採用的新型引擎與燃料。

打開汽車引擎蓋，找出它的交流發電機。〈通常裝在電瓶附近，用橡皮帶與引擎連接在一起。〉判斷交流發電機是馬達還是發電機，再與同學討論它作為汽車電力系統的用途有哪些。

�n製作一個燈泡

自從湯馬士‧愛迪生(Thomas Edison)於 1879 年發明燈泡以後，日光燈便開始被人們大量的使用。請你自己試著去製作一個燈泡，參考製作燈泡活動學習單的段落。

製作燈泡學習單

製作一個燈泡你將需要下面的材料：
．長10公分的輕型單股掛圖用金屬線，1號大小的吊圖金屬線較為適合。把線切成每段約10公分長，將絞成數股的線分成單股的線，因為線是用鐵作的，無法像銅線那樣具有高度的可塑性，操作時要注意。）
．利用高爾夫發球座、釘子或是鉛筆，將鐵線纏繞成燈絲的樣子（高爾夫發球座最合適）
．一塊如五十元硬幣大小的造型黏土
．兩段長約30公分，直徑規格為18的實心絕緣銅線（五金行或電器材料行都能買到），當作導電用的電線。
．電線剝皮鉗
．透明的塑膠杯、某些牌子的透明鮮奶油噴罐或是像嬰兒食品那樣的小玻璃罐，任選一種適合的。
．一個電源（這活動會消耗很多的電流）（備註：儘管6伏特的電池能提供一些燈絲發光，但使用9或12伏特的電池效果更好。一組6號電池或是持久性電池，這些電池都不會有被電到的危險，但它們卻不便宜而且通常僅能使用一年）

步驟一：燈絲製作
將單股吊圖鐵線纏繞於高爾夫發球座上，讓鐵線形成螺旋狀，在鐵線的兩端各留約2公分的直線，當你把高爾夫發球座移開時，線圈應該要像下圖所標示：

步驟二：底座製作
將一塊能封住你的瓶口大小的造型黏土壓平，利用工具將長約5公分的電線絕緣塑膠皮移除，再將裸露出的銅線穿過黏土並固定。固定好的銅線寬度應該要和燈絲的寬度一樣。做好的底座應該如下圖所標示：

步驟三：燈泡完成
將燈絲的兩端纏繞在裸露出的銅線上，將瓶子倒蓋在黏土上並用力壓實，使兩者密合。再次確認電線的兩端與燈絲的兩端有相連接，而且沒有碰觸到彼此。

步驟四：將你的燈泡接上電源
連接電線的兩端與電池的接點，如果數到十燈泡都不亮，移開電池的接點並檢查所有的連接端點，確定好黏土裡的電線沒有相互碰觸。

觀察
1.燈泡的哪一個部分在發光？
2.有沒有任何證據顯示，除了光以外的能量從燈泡裡發出？
3.想想看，從電池到手電筒燈泡發亮的過程，能源經過哪些形式的轉換？應該可以列出四種。
4.日光燈的使用歷史大概有多少年？

以上學習單出自 Lord ,John, and Glenn Braatten. “Making a lightbulb”pp.1-16 to 1-17 in Teaching about Energy, Part 1: Fundamentals. Santa Monica: Enterprise for Education,1991.
經過同意，得以轉載。

人口成長與能源使用

學生一起討論並引導學生蒐集資料，製作一個500年內，台灣能源使用的種類與總量的時間表，利用柱狀圖呈現，橫軸用來表示出不同人類社會發展時期（採集狩獵時期、農耕時期、工業社會時期），縱軸可以描繪出不同時期使用能源的種類與總量。在該表的上頭加上500年內人口成長的資料。可以看到，人口成長的曲線應該會呈現指數成長的趨勢，從圖中你能做出怎樣的結論呢？

能源來源	製造能源所需的時間
太陽能電池	數秒鐘
太陽輻射熱	數分鐘
風力	數小時
水力	數天或數週
生物量（木材、作物、其他植物）	數月或是數十年，由植物的種類決定
煤、石油、天然氣	百萬年或是數百萬年