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  3. 新托福閱讀背景知識:甲烷水合物

    2018-08-10 11:48:48來源:網絡

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      Gas Hydrate

      Gas Hydrate又稱甲烷水合物(Methane Hydrate)系水分子與甲烷于低溫高壓(0℃,26大氣壓或10℃,76大氣壓下)形成類似冰狀物質,在常溫常壓下即分解成水與甲烷,Gas Hydrate在水深數百公尺的大陸邊緣地區存在如太平洋海域之大陸邊緣,大西洋的大陸斜坡,南極大陸周邊海域,Kvenvoden 1996年估計Gas Hydrate總儲量為1 x 1016(m)3,如能夠開采將成為重要之能源,因為甲烷為溫室效應氣體,故其與全球氣候之變化將為海突候之變化將為海洋鉆探研究之重點。Gas Hydrate之存在與海底之穩定性亦有密切之關系。

      什么是甲烷水合物

      「可燃燒的冰塊」,這是許多人在介紹甲烷水合物時很喜歡引用的標題。在實驗中人工合成的甲烷水合物就像一塊不透明的冰塊般純白、潔凈,在室溫下一點火,它就自我燃燒起來(圖一)。嚴格說來,甲烷水合物指的是甲烷氣體分子在高壓及低溫的狀態下,被呈籠狀晶結架構的水分子所包合,而形成一種類似冰晶的化合物。這種氣體分子和水分子的結合并不依靠化學的鍵結,純粹是氣體分子被包裹在水分子的籠狀架構空隙中,與一般化學反應所產生的水合物性質并不相同。有的學者因而認為應稱其為「甲烷氣水包合物」(methane castrate),以別于一般以化學鍵方式結合的水合物。另外,大自然中與水分子結成籠狀包合物的氣體分子并不限于甲烷,乙烷、丙烷等烷氫類氣體,甚至二氧化碳、氮氣等常見氣體,在適當的高壓低溫條件下,均會與水分子結合成氣水包合物。事實上,這類氣水包合物的英文名稱為「gas hydrate」,直譯應為「天然氣水合物」或「瓦斯水合物」。由于自然界中的天然氣水合物其氣體成份以甲烷為主(超過90%),因此一般人常把氣水包合物稱為「甲烷水合物」。本文隨俗,用「甲烷水合物」代表學理上較嚴謹的「天然氣氣水包合物」一詞。

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