金门地区第55届中小学科学展览会-金门科学展览管理系统.PDF

金門地區第 55屆中小學科學展覽會 作品說明書 科 別： 物理科 組 別：國中組 作品名稱：溫度的秘密 關 鍵詞：溫度 、保溫、顏色、材質、蒸發 編 號 ： 溫度的秘密 【摘要】 溫度是存在我們日常生活中一向非常重要的因子，它影響我們生 活中的很多活動，想要知道如何善用它，我們就得了解它的來龍去脈， 利用它的特性來控制它。 在八年級的自然實驗課本學過，顏色會影響溫度 ，不同比熱的材 質對溫度的吸熱與放熱都會有影響，所以我們便想從生活中隨手可得 的物品，進行熱傳導及導致溫度的變化、熱量的流失等相關研究的探 討 。 如何能在日常生活中針對熱來進行探討，任何物體都能以輻射的 方式吸收或放出熱能。表面顏色較深的物體較容易吸收或放出輻射， 表面顏色較淺的物體則較不容易，因此本實驗的設計主要由兩個方向 來探討，一是利用顏色深淺對吸熱與放熱的影響，另一個則是利用不 同材質的物品的比熱來進行，探討這些變因對溫度的影響及如何可以 找出較佳的保溫條件 。 -1- 壹、研究動機 保溫是甚麼？到底溫度是如何被保留下來？溫度是能量，在現今 能源供應吃緊的年代，如何減少能源能量的散失，以及將再生轉換成 可用的能量供給使用，是我們這一研究所要努力的方向。 自20 世紀以來，太陽光一直被人類所關切著，我們也知道在能 源用量日漸吃緊的今天，開發新能源與能源的善用率，是一個非常重 要的課題，在溫度方面，保溫性便成為今日科學研究所關注的焦點。 太陽能便成為現今一項很環保的一項能源，太陽能除了日光照明外， 我們還可以利用它的光能來發電以及熱能來發電與加熱。 本實驗的方向主要是找出較理想的內側吸熱或蓄熱能力較強的 材料，以及在容器的外側找出可以吸熱，但是放熱能力較差的材料組 成一個保溫系統。因此，我們將各種顏色對溫度吸放熱的影響，以及 不同比熱材質組合成保溫容器，並比較其溫度，將最終結果加以比較， 並找出最適合保溫物品的設計。 -2- 貳、研究目的 一、了解顏色對溫度吸熱與放熱的影響 。 二、探討不同比熱材質對溫度的吸熱與放熱的關係。 三、藉由各種條件的組合探討與設計各種自製保溫容器 ，測試不同材 質間保溫效果的優劣 。 四、利用實驗結果分析在不同色紙與材質間，溫度上升與下降的關 係，並探討其結果加以分析不同材質的保溫能力的好、壞 。 -3- 參、研究設備與器材 鋁箔紙、黑、白布、溫度計、泡棉、水、燒杯、沙子、茶壺 、土、標 籤、相機、量筒、色紙、錐形瓶、塞子、250瓦工作燈、滴管、膠帶、 剪刀、橡皮筋 、塑膠袋 、酒精燈、陶瓷纖維網、打火機、尺。 -4- 肆、研究過程及方法 一、研究過程 （一）搜尋相關資料並討論控制溫度的變因 ，以及流程。 （二）藉由製作簡易的容器 ，加以外圍不同色紙的包覆，以及不同比 熱材質來觀察溫度的變化 。 （三）詳實記錄測量的溫度，並比較各種數據結果加以分析影響溫度 變化的主要原因 。 （四）實驗操作各種不同材質的設計 ，藉以了解其原理。 二、保溫的原理與分析 （一）何謂保溫原理 一般保溫瓶的保溫作用，主要以真空來保溫，不流動的空氣也 是可以用於保溫，對於更講究保溫效果的保溫瓶會在真空的隔 層裏又塗了一層銀或反射塗料，把熱輻射擋回去，用於阻擋熱 的傳導 ，溫度流動的三條通道 ，即對流、傳導、輻射都加以隔 絕 ，臆測保溫瓶內的溫度可以更有效的保存，以達較長時間保 持溫度 ，以達保溫效果。 ( 二 ) 保溫瓶與我們實驗的分別 保溫瓶是以真空的方法 ，而我們是以不同材質加以保溫，是因 為我們無法做到真空 ，所以才以不同材質，並且找出除了真 -5- 空，在日常生活中以簡易材料所作保溫容器 。 （三）保溫構想 一般來說，