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CH01 生活中的科學現象 - Coggle Diagram
CH01 生活中的科學現象
1-3 生活中化學現象的闡述
日常防護與毒害安全事件 (Q14~Q17)
不鏽鋼鉻膜防護:鋼材內含12%以上的鉻,會在表面形成薄薄的氧化passive膜隔絕空氣。
除蟲菊酯驅蚊:液態電蚊香針對昆蟲神經系統,哺乳動物具分解酶故安全無害。
水蒸氣潛熱汽化:100°C蒸氣燙傷更嚴重,因接觸皮膚凝結時會釋放巨大的汽化潛熱。
金屬不鏽與高能蒸氣灼傷 (Q11~Q13)
口罩分類認證:活性碳吸附異味無殺菌,PM2.5防霾口罩需符合CNS15980國家標準。
光觸媒除臭殺菌:二氧化鈦(TiO2)照UV光產生氫氧自由基,分解細菌蛋白質。
食品非法添加物:毒奶粉三聚氰胺假冒蛋白質致腎結石;毒澱粉順丁烯二酸酐致腎衰竭。
神經抑制與不沾塗層特性 (Q9~Q10)
酒精中樞抑制:乙醇被胃與十二指腸吸收至肝臟,抑制大腦中樞神經導致行為失控。
不沾鍋鐵氟龍:聚四氟乙烯(Teflon)結構極穩定耐酸鹼,但超過250°C高溫易分解出毒氣。
自由基傷害與油脂結構 (Q7~Q8)
自由基連鎖反應:帶單電子的原子團易引發連鎖反應,導致人體老化、細胞病變與癌症。
飽和豬油不冒煙:飽和脂肪酸凡得瓦力強、熔點高不易起油煙,但過量增加壞膽固醇(LDL)。
茶與咖啡的抗氧化機制 (Q5~Q6)
綠茶兒茶素抗癌:兒茶素為強效抗氧化劑,能消除自由基並降低心血管病變風險。
咖啡因雙面影響:適量咖啡因可舒緩偏頭痛與降低膽結石,過量易致焦慮且孕婦不宜。
蛋白質變性與硬水水垢 (Q3~Q4)
汗漬冷水洗滌:汗水含蛋白質,遇熱水易變性凝固並泛黃,需用冷水或稀醋酸清洗。
硬水加熱沉澱:含鈣鎂離子的硬水煮沸易沉澱出碳酸鈣水垢,阻礙傳熱甚至引發爆炸。
酸鹼反應與化學過敏原 (Q1~Q2)
蚊蟲酸鹼中和:蚊子唾液含甲酸(蟻酸),塗抹鹼性肥皂水或氨水可中和止癢。
裝潢室內過敏源:建材釋放甲醛、甲苯、二甲苯易致氣喘噁心,需落實綠建築防範。
1-1 科技與生活概論
科學本質與學術三大追求
核心分類:包含自然科學(規律運動)、社會科學(研究人類)與哲學(世界觀融合)。
三大價值:自然科學追求「真」(知識)、哲學追求「善」(意志)、藝術追求「美」(情感)。
健康防護與 STS 觀念整合
STS生活實踐:結合科學、技學與社會(STS)之核心,主動建構解決日常問題的方法。
健康飲食DIY:重視生物科技與預防醫學,推動地中海飲食以減少代謝症候群。
全球環境隱憂與永續發展
人口與資源膨脹:2048年預計破99億,面臨糧食、水資源、能源枯竭與都市高度開發。
永續行動指標:推動低碳教育,落實環保 4R 理念與 3E 消費原則(經濟、生態、實踐平等)。
工業 4.0 與新興生活科技
知識經濟時代:21世紀以 AI、物聯網(IoT)、5G 通訊與智慧城市為高科技綠色訴求。
日常美妝保養:材料演進縮短空間距離(地球村);皮膚保養導入雷射美容光療法。
1-2 生活中物理現象的闡述
化學反應與材料熱效應 (Q3~Q6)
黑白底片原理:利用溴化銀(AgBr)遇光分解之細細銀粉呈色,再以硫代硫酸鈉進行顯影。
驗電條變色機制:利用液晶隨溫度變色,利用電流通過石墨電阻產生的「熱效應」來顯色。
燈絲保護隔離:鎢(W)熔點高達2800°C,玻璃外殼隔絕氧氣可防止其變成脆性氧化鎢而燒斷。
有色玻璃化學:變色眼鏡加入明膠、AgCl與微量銅;加入鉻(綠)、錳(紫)、鈷(藍)可改色。
激發態發光與浮力應用 (Q7~Q9)
螢光棒冷光化學:激發態分子將吸收的能量以光的形式放出,屬於室溫無熱的化學發光。
水餃熟後浮起:加熱使餃子發生熱脹冷縮,體積變大導致密度小於水(阿基米德浮力原理)。
天燈升空原理:孔明燈將內部空氣加熱使密度變小,當浮力大於自身重力時即懸浮升空。
電磁先進與光電應用 (Q10~Q12)
超導磁浮列車:利用電磁鐵磁力互相排斥使車身上浮,高溫超導體具完全抗磁性(無摩擦)。
雷射特性與醫學:LASER 具高強度、單波長、準直性與定向性,用於工業切割與醫療除斑。
電磁輻射對人體影響:分為游離輻射(高能量會斷裂DNA,如伽馬射線)與非游離輻射(如UVB、微波)。
氣體放電與發光原理 (Q1~Q2)
霓虹燈奪目原因:利用週期表最右邊的無色惰性氣體(氦氖氬氪氙氡),通電激發出不同色光。
日常發光類型:分為熱光發光(鎢絲燈泡90%轉為熱能浪費)與冷光發光(螢火蟲)。
日常燈具優勢:日光燈管內裝氬氣與水銀蒸氣,放電產生紫外線照射螢光質發光,比燈泡省電。