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一級方程式賽車 vs 電動方程式賽車 ,誰才是頂級賽車運動的未來?—《知識大圖解》

知識大圖解_96
・2017/02/01 ・1335字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 559 ・八年級

一級方程式賽車(F1 賽車)與電動方程式賽車(FE 賽車)聽來沒什麼不同,但實則南轅北轍。

F1 錦標賽歷史源遠流長,風靡全球,以單座賽車飆出競速運動的極限。 F1 賽事中有最快的車、有自 1950 年來的悠久歷史,還有各世代車迷津津樂道的傳奇車手。另一方面,FE 賽車帶來的是創新與突破。FE 錦標賽始於 2014 年,參賽車種全由電力驅動,比起狂飆耗油,更重視節約能源。而 FE 錦標賽為了吸引觀眾目光,參賽車的外觀也與 F1 賽車非常相似。 近年來 F1 賽事也開始引進環保科技, 導入能源回收再利用系統,賽車因此搖身 一變為油電混合車。2014 年,F1 賽事的主管單位國際汽車聯盟(FIA)下令,所有 參賽車輛都須減少三分之一的燃料消耗。

圖/《知識大圖解》第 28 期(2017 年 1 月號)

圖/《知識大圖解》第 28 期(2017 年 1 月號)

FE 賽事不太可能威脅到 F1 賽事的商機,因 F1 賽車以全球頂級賽道為舞台,場地路況佳;FE 賽車則主跑道路賽事,不適合電視轉播。另外,賽車的魅力部分來自於引擎全力運轉的轟鳴聲;FE 賽車有氣無力的電動引擎聲,實在無從比擬。因此 FE 賽車短期內不會喧賓奪主,反倒是有機會看到 F1 車隊在未來引進純電動車科技。

賽車座艙可增進駕駛的安全

F1 賽車目前採用的開放式駕駛艙,雖能讓觀眾掌握駕駛的一舉一動,但也讓車手的頭暴露在外,導致發生碰撞或被車體殘骸擊中的風險大增。2014 年,瑪魯西亞車隊選手儒勒.比安奇(Jules Bianchi)發生事故身亡,促使各車隊以安全為考量,大幅改變駕駛艙設計。兩種新設計於焉誕生:一是由賓士與法拉利車隊研發的車頂防護桿「halo」,外觀像人字拖,可讓車手免受迎面而來的撞擊;一是由紅牛車隊開發的透明車頂罩「aeroscreen」。但國際汽車聯盟表示,可能要到 2018 年賽季才會引進上述的改良式設計。

引擎噪音:汙染或享受?

F1 賽車時引擎的聲音是吸引觀眾並鼓躁情緒的因素知一,但聽覺享受與噪音污染卻也只是一線之隔。圖/Ian Dick @ Flickr
F1 賽車時引擎的聲音是吸引觀眾並鼓躁情緒的因素之一,但聽覺享受與噪音污染之間卻也只有一線之隔。圖/Ian Dick @ Flickr

賽車引擎的噪音是看法兩極的議題。對賽車迷而言,賽車引擎的怒吼聲只是比賽體驗的一部分。然而,引擎噪音除產生噪音汙染,更會造成聽力受損,其責任歸屬不容忽視。目前賽車迷似乎占了上風:2015 年時,F1 賽車引擎改為渦輪增壓後引發民怨,觀眾不喜歡新引擎的單調聲音。2016 年賽季排氣管規定改變,經典的猛烈引擎聲得以部分重現,但許多粉絲仍不買帳。 FE 賽車方面,賽事部高層曾考慮以假的引擎聲蓋過電池的無力運作聲,以饗看倌。但這個想法不久後便遭擱置。究竟異常安靜的 FE 賽車,能不能像吵雜的 F1 賽 車那般受到車迷青睞,還有待觀察。


《知識大圖解》201701 封面

 

本文節錄自《How It Works 知識大圖解 國際中文版》第 28 期(2017 年 1 月號)

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為什麼吃甜的會蛀牙?——《生活中的東西都可以寫成化學式》

快樂文化
・2022/05/09 ・1404字 ・閱讀時間約 2 分鐘

來談談我們的敵人——蛀牙。

蛀牙的化學物語

導致蛀牙的主要原因有兩個。前面提過的蛀牙菌是其中一個因素,而蛀牙菌具體的名稱為「轉糖鏈球菌」,據說這種細菌常在孩童約三歲以前經由大人傳染,原因包括使用父母用過的筷子和湯匙,或輪流喝飲料等;另一個因素就是食物中所含的糖分,主要成分為「蔗糖」。

這兩個因素結合在一起時,就會發生以下情況:首先,轉糖鏈球菌利用蔗糖製造一種稱為「葡聚糖」的分子。葡聚糖的化學式為(C6H10O5)n,後面會再詳細說明。葡聚糖附著在牙齒表面,會成為轉糖鏈球菌的棲息地。此外,口腔中的其他細菌(根據統計,口腔中的細菌有 600 多種)也會混入其中。

這些附著在牙齒上的組合物稱為「牙菌斑」,有時也被稱為「齒垢」或「生物膜」(biofilm,又稱菌膜)。你可能在牙膏等的廣告中有聽過這些名詞。

之後,獲得棲息地的轉糖鏈球菌會產生大量的「酸」,引發去礦質作用,最終導致蛀牙。這個過程如下列所示。

轉糖鏈球菌生活在溫暖的葡聚糖裡,並分解出乳酸;事實上它們也會分解出醋酸,及一種稱為甲酸(HCOOH)的酸,但乳酸所佔的比例較高。這些酸會引發強烈的去礦質作用,溶解牙齒並造成蛀牙。

在這種情況發生前,必須好好刷牙,以澈底清除黏附在牙齒上的牙菌斑(葡聚糖+細菌)!即使是漱口,具黏性的牙菌斑也不易脫落,最有效的方法還是好好刷牙。而牙膏中含有研磨劑(可幫助去除汙垢的顆粒),能有效去除黏黏的牙菌斑。

不易蛀牙的甜食

上個單元我們說明了糖是如何引起蛀牙的。事實上也有一些分子的味道就和糖一樣甜,但卻不太容易引起蛀牙,其中最有名的分子之一就是「木糖醇」,你可能有聽過加了木糖醇的口香糖吧!這個分子的化學式為 C5H12O5,詳細的結構如下圖。

為什麼木糖醇味道甜甜的,卻不容易引起蛀牙呢?在回答這個問題前,我們先回想一下為什麼蔗糖(糖)會導致蛀牙。蔗糖是轉糖鏈球菌用來製造葡聚糖的材料,而反應過程中產生的果糖,會被轉糖鏈球菌做為養分來源,並分解出乳酸分子。

那木糖醇呢?首先木糖醇不像蔗糖是製造葡聚糖的材料,另外轉糖鏈球菌不會把木糖醇當成養分來源,所以也不會分解出乳酸。因此它們的味道雖然很甜,但卻不容易引起蛀牙。

這裡出現了一個問題。木糖醇和蔗糖的結構看來截然不同,但為什麼味道也是甜甜的呢?若像下圖一樣,稍微改變一下木糖醇的畫法,就會發現它的結構與構成蔗糖的葡萄糖和果糖很像,具有許多羥基這點也非常相似。

——本文摘自《生活中的東西都可以寫成化學式》,2021 年 11 月,快樂文化


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