附录 C 部分思考题答案 ============================ （大模型翻译，未校对） 数值答案以范围或其他提示形式给出，旨在帮助检查是否严重偏离了正确方向，而不揭示精确答案，以免鼓励走捷径。答案已知的题目（要求验证答案的题目）、在正文中容易验证的题目、或属于原创思考或观点的题目，可能不收录于此。 这些范围有时可能大得令人恼火，但请将它们视为护栏，用来防止灾难性的计算错误，或捕捉对基本概念的根本性误解。它们可以帮助发现诸如除错了东西、分子分母弄反、或者在该除的时候乘了之类的错误。在许多情况下，直觉或猜测可能已经能让你得出类似的答案或范围。通过练习，学生可以学会预判他们认为合理的答案范围。事实上，在动手做题之前先想想预期结果，是一种非常好的习惯。 因此，这个附录可以被看作是一种"直觉植入"，模拟专家对待问题的方式。现实生活不会提供"书后的答案"，所以专家依靠经验、直觉和对"合理"结果的判断力，来帮助自己识别何时走错了方向。成功地使用本附录，将有助于训练学生发展出自己的"常识"护栏。 第 1 章 ----------- 4. 在 250 到 300 年之间 5. 在 250 到 300 年之间 6. 在 10\ :sup:`18` 和 10\ :sup:`20` 之间 7. 在 100 和 150 之间 8. 超过 10\ :sup:`40` 9. 在 5 和 500 之间 10. 晚于 23:50 11. 早于 12:10 AM 12. 在 10 和 40 年之间 14. 在 75 和 100 年之间 15. 在 3000 亿到 5000 亿之间 16. 不是 100 倍那么长 17. 几千年 19. 在 50 和 100 W 之间 20. 略高于沸点 21. 在 200 和 250 K 之间 22. 在 150 和 250 K 之间 23. 在 100 和 275 K 之间 第 2 章 ------------ 1. 接近 1000 亿美元 2. 4%：约 1 万亿美元；5%：超过 100 万亿美元 4. 处于发达国家的低端 5. 在 25 和 100 MJ/$ 之间 6. 在 5% 和 50% 之间 7. 课文中提到了艺术品交易、唱歌课程、心理治疗和财务规划 8. 在 100 和 1,000 之间；不到 10 个待发现 9. 在 20 和 100 年之间 10. 想想曾经普遍、如今稀少的东西 11. 生物学上的依赖关系可能特别有启发 14. 不可能全部脱离物质实体 第 3 章 ----------- 1. 不到三分之一 3. 与当今美国人口相当 4. 与 200 年前的世界人口相当 5. :ref:`表 3.2` 提供了一个粗略的检验 6. 超过 160 亿；不到我们目前经历时间的一半 7. 与 :ref:`表 3.2` 相当接近，除了前两项 8. 答案必须小于 140 亿；而第 6 题超过 150 亿 9. 两个是负数；三个是正数 12. 在 1% 和 5% 之间 13. 增加近 50 万；出生超过 50 万；死亡不到 50 万 14. 答案应四舍五入到表格中的数值 16. 表中只有一个国家创造了更多的总需求，只有两个国家的人均贡献更高 17. 正确结果在表格中 19. 参见 :ref:`图 3.15` 20. 这就是非洲受到关注的原因，而北美也许更值得关注 21. 几乎增加了两倍 23. 面积是关键 25. 莱索托是相关的 第 4 章 ------------- 1. 地球：比胡椒粒还小，距离一个篮球场；月球：沙粒大小，一掌之距 3. 与地球实际半径相当 5. 1 AU = 1 km；地球 1/12,000 km 6. 快走或慢跑的速度 7. 想想张角 8. 乘以各比例因子得到累积比例因子 9. 比月球远得多，但远未到太阳/火星的距离 10. 比值超过十亿，需要超过 4 个寿命的时间 16. 以占地块面积的分数来思考 17. 课文中有攀登珠穆朗玛峰、超音速商业飞行、松鼠障碍赛和经济脱钩 18. 需要 15–20 箱汽油，燃油经济性比典型汽车低约 30 倍 19. 汽油量是上一题的两倍；汽油质量几乎与汽车本身相当 第 5 章 ----------- 1. 几英寸 2. 大约一个典型房间的长度 3. 总共几千焦耳，大部分在滑动中 4. 你已经掌握了 6. 接近 1 GJ 7. :ref:`示例 5.2.1` 中的两个点提供了指导 8. :ref:`图 5.1` 提供了提示 9. 大约是人体代谢功率的一半 10. 不到 5 秒 12. 在 50–100 kcal 之间（200–400 kJ） 13. 合理地，略少于 2 分钟 14. 结果应与 :ref:`图 5.2` 大致一致 15. 略低于家庭用电量的 10% 16. 它们实际上很接近，在 10% 以内 17. 超过两倍 18. 几千瓦时；不到 1 美元 19. 处于人体代谢范围的下端；相当于 10–20 个卷饼的花费 20. 几百瓦 21. 相当于运行一台衣物烘干机（:ref:`图 5.2`） 22. 几百 MJ 23. 超过 100 kWh；相当于 2–4 个卷饼 24. 几个 Therms；一份快餐午餐的花费 25. 几加仑；两人份快餐午餐的花费 26. 一个大约是另一个的两倍 27. 略超过 10 kW 28. 不到估计值的四分之一 29. 每天 1 到 2 小时之间 30. 最大的数字接近 10\ :sup:`8` 31. 六个条目是另外六个条目的倒数 32. 略超过一安培 33. 接近 10 kW；花费将超过 1,000 美元；不要这样做！ 34. 可持续 2–3 小时 35. 与大多数化学反应一致，在 50–200 kJ/mol 的范围内 36. 在 3–5 × 10\ :sup:`-19` J 每光子之间；每秒超过 10\ :sup:`18` 37. 在 1 μm 或 1 eV 附近 第 6 章 ----------- 1. 约 200 kJ，取决于质量 2. 几分钟 3. 几分钟 4. 大约 5 分钟 5. 几小时 6. 不会低于冰点 7. 未达到"室温" 8. 不到一半的时间 9. 每天两个卷饼的花费 10. 热/火焰导致运动的实例 11. 参见 :ref:`表 6.2` 12. 大约 30 kJ 和 100 J/K 13. 在 5–10% 之间 14. 大约百分之二十几 15. 接近 100%，但未达到 16. 达到了理论值的大约 1/3 17. ΔT > 50°C；环境没有那么冷 18. 接近一打 kJ 19. 两倍，两倍 20. 略少于 5 年 第 7 章 ----------- 1. a) 在 30–40% 之间；b) 几乎全部；c) 接近 2/3；d) 大约四分之一 2. 例如，煤炭接近 12 qBtu 3. 例如，核能大约占 22% 4. 例如，住宅大约 5 qBtu 5. 例如，工业略超过 30% 6. 例如，大约 14% 是可再生能源 7. 不到 10% 8. 在 5% 和 10% 之间 9. 它是化石燃料之一 10. 远超 100 年 11. 出乎意料地快：也许在学生贷款还清之前 12. 此处无内容 13. 此处无内容 14. 注意虚线 15. 注意虚线 第 8 章 ----------- 1. 所有线都重叠在上升段上 2. 可能的 vs. 希望的？ 3. 许多特征未变 4. 未来不会为零 5. 什么使之成为可能，然后又消失了？ 6. 理想的反面 7. 行为不像美国 8. 基于能量密度 9. 大约三分之一 10. 每个碳对应 2 个氢，再加 2 个 11. 在 20 bbl/yr 附近 12. 应为 10,000 W 总量的适当比例 13. 略超过 100 MJ 和几十 kWh 14. 总计约 15 kg，按水瓶等效量可填满冰箱一层。 15. 饮水杯 16. 体积大约多几十倍，质量约 10\ :sup:`2` 倍 17. 超过 1,000 倍更贵 18. 将花费近 1,000 美元 19. 在 10–15% 之间 23. 大约半个世纪 24. 大约三分之一 25. 如果生产速率增加…… 26. 你曾经想要但已完全消失的是什么？ 27. 比 R/P 值暗示的更短 28. 虚拟的反面 29. 无法拥有不存在的东西 30. 原因可以写满一本书 第 9 章 ----------- 1. 一个整数对三者都适用 2. 接近 100 kg 3. 在 10–15 kg 之间 4. 接近 1 GJ，人体质量量级 5. 总量相当于小成人或大孩子 6. 超过两倍 7. 得到大约 50 年；速率不恒定 8. 数字基本吻合 9. 在 1–2 ppmv 之间，与 :ref:`图 9.3` 一致 10. 我们知道的是什么？ 11. 似乎值得高分 12. 历史活动水平 vs. 当前活动水平 13. 比实际温度低约 10°C 14. 两个纯情况和一个部分情况 15. 温度高几度 16. 在适当水平上对我们非常有益 17. 数字与实际情况相差不远 18. 工业前的三倍，几乎 5°C 19. 末端高约 3°C；几乎是线性的，但不完全是 20. 不需要平衡：自然界不操心 21. 这不是什么改变游戏规则的东西 22. 学生自选 23. 例如，390 − 152 = 238 可匹配 24. 使用 290.6 K；看起来像面板进程的延续 25. 几毫米 26. 略超过一个世纪 27. 一两年 28. 几度 29. 总计约 700 年；几乎全在冰和海洋中 30. 几百米 31. 每年一指宽 32. 期待你的想法 33. 期待你的想法 第 10 章 ----------- 1. 大部分是清洁的；不过并非全部 2. 没有什么是免费的 3. 无限制意味着什么？ 4. :ref:`表 10.2` 有一些帮助 5. 不能依赖任何太阳能驱动的能源 6. 在 200–250 W/m\ :sup:`2` 之间 7. 光合作用支撑了几乎所有的生命 8. 以 TW 为单位比较数字 9. 超过一半 10. 略少于 1% 11. 离 1,000 W/m\ :sup:`2` 不远 12. 接近 10 度 13. 寻找疯狂大的输入 14. 在 0.5–1 加仑之间 15. 超过 4,000 倍 第 11 章 ------------ 1. 大约 20 kJ 2. 大约 10 层楼的高度 3. 接近 0.1 kJ 4. 大约是客机飞行高度的 4 倍 5. 大约三分之二地球半径 6. 试着用一半的质量和一半的能量 7. 立方体大约与地面到顶的高度相当 8. 大约是典型核电站的 6 倍 9. 接近 200 m 10. 略少于 500 m\ :sup:`3` /s 11. 在 50–75% 之间 12. 大约 50% 13. 大约一百万户家庭 14. 接近 10,000 立方米每秒 15. 你有略多于一个小时 16. 最终不到 1 TW 17. 在 1–2 米之间 第 12 章 ------------ 1. 几焦耳 2. 大约 1°C 3. 大约 10 m/s 4. 质量同时出现在 :math:`\frac{1}{2}mv^2` 和 :math:`mgh` 中 5. 在 1,500 m/s 附近 6. 大约 5–10 个人的质量！ 7. 与珠穆朗玛峰的高度相当 8. 大约 8 倍 9. 遵循立方关系…… 10. 运行大约 10 kW 到 1 MW 11. 大约是原始速度的三分之二 12. 接近 10 MW 13. 更接近 10 m/s 而不是 15 m/s 14. 几乎是高速公路速度的两倍 15. 在 5–10 m/s 之间 16. 在 70 kW 的量级 17. 回收 0.65% 18. 展开 W/m\ :sup:`2` 确认 kg/s\ :sup:`3` 19. 外框面积对应于 100% 全时运行 20. 肯定低于 50% 21. 看起来是 8 倍的因子 22. 接近（美式）足球场长度 23. 大约 1 MW 24. 它们可能没有同等的能源需求 第 13 章 ------------- 1. 包有多大？ 2. 10\ :sup:`21` 的某个倍数 3. 大约 10\ :sup:`16` 4. 大约 1,000 5. 大约 4,000 倍 6. 使用 :ref:`式 13.3` 指导你的推理 7. 应与 :ref:`图 13.1` 匹配 8. 每根手指一微米？ 9. 想想溢出到紫外和/或红外部分 10. 峰值在 2.5 × 10\ :sup:`8` 附近，约 1 μm 宽；吻合得很好 11. 从能量和深度角度思考 12. 答案是否透明？ 13. 只是比较两个能量 14. 几百 km/s 15. 将这段历程浓缩为赢家的故事 16. 答案可能涉及物理学、生物学、屋顶 17. 反比关系：一个越大意味着另一个越小 18. 已经极其相似 19. 将电流看作电路中电子流动的速率 20. 非常接近 1,360 W/m\ :sup:`2` 21. 闷热并非首选 22. 在 5–6 kWh/m\ :sup:`2` /天 之间；在 200–250 W/m\ :sup:`2` 之间 23. 涉及将 kWh/m\ :sup:`2` /天 解释为全日照小时数 24. 离 200 W/m\ :sup:`2` 不远 25. 范围横跨 200 W/m\ :sup:`2`，变化约 10% 26. 在纬度倾斜处最佳；比水平面好近 15% 27. 接近 6 kWh/m\ :sup:`2` /天 28. 大型房屋（且仅一个人的光伏面板） 29. 正方形的宽度大约相当于亚利桑那州或加利福尼亚州的东西宽度 30. 成本当然是——但还有其他挑战和不匹配 31. 略超过 200 W 32. 大约一间卧室的大小 33. 将花费略超过 4,000 美元 34. 略超过十年 35. 甚至低于日照与正头顶相比约 20% 的水平 36. 大约价值 2 美元的阳光 37. 提示：研究 :ref:`图 13.23` 和 :ref:`图 13.24` 38. 从绝对意义上说…… 第 14 章 -------------- 1. 大约十几吨 CO\ :sub:`2` 2. 在 0.1–0.5% 之间 3. 几乎每人每年 100 根木材 4. 大约每天半打木材 5. 不会恰好是 15 年，但接近 6. 几乎 1.5 L 乙醇 7. 与 :ref:`表 14.1` 中煤炭的数据大致一致 8. 净产出是生产量的三分之一 9. 额外土地是产出土地的两倍 10. 比一届美国总统任期略长 11. 没有富余 12. 玉米现在大约是这个的 15%；仍超过总可耕地面积 13. 方框勉强从北到南放入美国 14. 个人偏好起作用 第 15 章 -------------- 1. 一颗蓝莓 2. Z = 8 3. 用 A = 26 来得到 4. 应该匹配得很好 5. 两条对角线没有灰色方块 6. 有一个的半衰期超过一百万年 7. 大约是农业历史的两倍 8. 在 1–2% 之间 9. 一个大约是另一个的 3%（两者都衰变） 10. 向右移 11. 最后一步可能需要一段时间 12. 两次衰变即可 14. 沙子可以完成 15. 介于汽车和巴士之间？ 16. 接近 1 kg 17. 大约几十微克 18. 表格应匹配 19. 能量具有质量，通过 E = mc\ :sup:`2` 20. 给质量增加约 1% 21. 离 1,500 MeV 不远 22. 不多 23. :ref:`图 15.14` 是相关的 24. 它是锶的同位素 25. A 是一个素数的两倍 26. 限于 80 < Z < 110 和 125 < N < 155 以遵循分布 27. MeV 的中间 20 多 28. 从蒸汽时代开始，基本上是一样的 29. 在 3 和 5 美分每千瓦时之间 30. 每周几次！ 31. 大约每年 20 吨（实际更多） 32. 几乎 200 万吨 33. 几百吨 34. 不到十年 37. 有两个突出 38. 数个世纪 39. 比每两年一次更频繁 41. 几乎精确匹配！ 42. 课文中已算出：无需计算——只需理解 43. 能量跃迁的大小 44. 像一个牛奶壶 第 16 章 -------------- 1. 缺口超过 200 倍 2. 比记录略远 3. 大约相当于一栋六层楼的高度 6. 范围约 55–85% 7. 地热略低于替代电力的 1% 8. 略低于 8 m 的设计高度，合理的 9. 算得通 10. 直径像一栋小房子的占地 11. 与人体代谢相当；美国需求的 1% 12. 比 :ref:`示例 16.4.1` 中的多 6 倍多 第 17 章 ------------- 3. 藻类是谁？ 5. 两个词几乎说明了一切 6. 如果略少一点也没关系：传输速率是变化的 7. 想想一栋房子可以获取什么，以及蒸汽发电厂 10. 可能与太阳能相当（4 到 6，很可能） 第 18 章 -------------- 1. 16 等份 2. 预测最大的油井；在最小的上面偏差不大 4. 两极的巨大差距并非偶然 6. 如果你能找到有效的方法，前途光明 7. 否则变化将如何发生？（但请详述……） 8. 将贡献年度总量的 2–3% 9. 略超过全球能源预算的一半！ 10. 两种方法：愤世嫉俗的或充满希望的；任选其一阐述 11. 在数百的量级 12. 我希望你有好主意 第 19 章 ------------- 1. 即使比跳蚤大，仍然可能是寄生虫 3. 破坏比创造容易 4. 哪些东西依赖于增长才能正常运转？ 5. 什么限制？ 7. 它是否以某种方式与人类相关？ 8. 等等，谁拿了我们的…… 9. 关注迄今为止重要的东西 10. 替代方案是什么？ 13. 请想办法让它行得通！ 14. 这是电影版本，还是现实生活版本？ 第 20 章 -------------- 2. 需要发生什么才能避免？ 3. 关注可能突破极限的、可验证的新条件 4. 现实的义务？ 5. 有些事情超出我们的控制 7. 哪种活动倾向于消耗大量功率？ 8. 占空比 9. 与 ΔT 成正比 10. 汽油大约是其他两者的 4 倍 11. 在所有类别中略低于平均水平 12. 接近两倍的天然气以电力形式使用 13. 两者在同一量级 14. 巨大差距；哪个更有可能？ 15. SUV 可能不够格，但更小的车可以 16. 出人意料地远：几乎三分之二的路程 17. 六分之五是巧合吗？ 18. 就像每周有一天全是乳制品/蛋类 19. 它是定向的还是涌现的？ 20. 想想轻浮的或巨大资源需求的东西 21. 尽你所能：可能防止最坏的情况 22. 你能分辨出指针没到满格吗？