能源追追追

原始設計者：曾靜香

1.實驗目的

設計加熱裝置，以 5 毫升酒精加熱 100 公克的水，使水溫上升越高越好。

2.實驗原理

1. 酒精熱值為 29.3 仟焦/公克，95％酒精密度為 0.83 公克/毫升，1 毫升酒精完全燃燒放出熱量 24.32 仟焦(5.81 仟卡)。根據熱學公式 H=MSΔT，假設無熱量散逸，1 毫升酒精能使 100 公克水溫度上升 58.1℃。
2. 根據熱能傳遞方式(傳導、對流、輻射) 與材料特性，架設一最佳加熱裝置，使燃燒的熱量可充份傳遞給水。

3.活動說明

活動一

1. 大會提供：
   1. 共用材料：電子天平、溫度計、點火槍、5 毫升針筒、布手套、100 毫升燒杯、濕抹布各 9 份、礦泉水、95％酒精
   2. 各組材料：鋁箔紙(45×45 公分)1 張、三角架 1 個、鐵絲(註一：鋁箔紙、鐵絲、三角架，活動一、二共用。)(註二：活動一架設的加熱裝置，活動二可續用。)
2. 自行準備：
   1. 250毫升燒杯1個、100毫升燒杯1個、尖嘴鉗
3. 競賽製作
   1. 運用三角架、鋁箔紙、鐵絲、250 毫升(或 100 毫升)燒杯組裝成加熱裝置。
   2. 另一燒杯盛水 100 公克，放在加熱裝置上，點燃酒精加熱，測量 3 分鐘內之最高水溫，紀錄最大溫差(ΔTmax)。
   3. 鋁箔紙可彈性運用，例如：包覆燒杯(三角架)、盛裝酒精燃料、墊高等，但不能局部或全部蓋住燒杯口。
4. 競賽說明
   1. 100 公克水量由裁判量定後發給各組。
   2. 抽取酒精燃料工具為 5 毫升針筒，僅能抽取一次。
   3. 製作時間最後 30 秒時，大會統一報時；製作時間結束，各組同時點火，點火時間 5 秒鐘，點火時間結束即熄火，不可再碰觸任何競賽裝置。
   4. 溫度測量方式：加熱過程(全部測量時間 3 分鐘)中，由裁判手持溫度計置於杯中央，測量最高溫度，並記錄最大溫差(ΔTmax)。
   5. 確認點火槍功能時，不可任意調整點火槍上任一裝置設定。
   6. 各組可自行攜帶溫度計測量水初(末)溫，但以裁判測量數據為準。
   7. 加熱過程，水份蒸發量忽略不計，不可人為減少水量。
   8. 整個加熱裝置中共有 2 個燒杯(包括盛水燒杯，250 毫升燒杯、100 毫升燒杯各一個)。
   9. 請善用鐵絲，加熱裝置下不能有任何墊高裝置。
5. 評分標準
   1. 水溫上升度數(℃, 四捨五入取整數)設為 x
   2. 若水開始沸騰，且維持同溫十秒，則停止計時，此時時間為 y(以秒計)
   3. 本組得分為 x+180-y

(註：每組競賽時間為 3 分鐘，即 180 秒，而 180-y 為剩餘時間之意)

活動二

1. 場地需求
   1. 長條桌 9 張、碼錶 1 個、擴音廣播器材。
   2. 每張桌面擺放共用材料和各組材料：電子天平、溫度計、點火槍、5 毫升針筒、布手套、100 毫升燒杯、95％酒精、礦泉水
2. 使用材料
   1. 大會提供：
      1. 共用材料：電子天平、溫度計、點火槍、5 毫升針筒、布手套、100 毫升燒杯、濕抹布、礦泉水、95％酒精、錶玻璃
      2. 各組材料： 10 公克醋酸鈣、100 公克水、20 公克水（壓克力杯裝）、不織布
3. 自行準備：250 毫升燒杯、100 毫升燒杯、尖嘴鉗、溫度計、刮勺或湯匙、玻璃棒
4. 競賽製作
   1. 用醋酸鈣與酒精做成固體酒精膏
   2. 將固體酒精膏挖出放在不織布上(不織布由裁判放在錶玻璃上)
   3. 倒出衛生紙上之固體酒精膏，點燃酒精膏加熱 100 公克的水量。
   4. 測量 8 分鐘內之最高水溫，紀錄最大溫差(ΔTmax)。
5. 競賽說明
   1. 100 公克水量由裁判量定後發給各組。
   2. 抽取酒精燃料工具為 5 ㏄針筒，僅可抽取 1 次。
   3. 製作時間最後一分鐘時，由大會統一報時；製作時間結束時，各組即點火，點火時間五秒鐘，點火時間結束即熄火，不可再碰觸任何競賽裝置。
   4. 溫度測量方式：加熱過程(全部測量時間 8 分鐘)由裁判手持溫度計置於杯中央，測量最高溫度，記錄最大溫差(ΔTmax)。
   5. 確認點火槍功能時，不可任意調整點火槍上任一裝置設定。
   6. 各組可自行攜帶溫度計測量水初(末)溫，但以裁判測量數據為準。
   7. 加熱過程，水份蒸發量忽略不計，不可人為減少水量。
   8. 整個加熱裝置中共有 2 個燒杯(250 毫升燒杯、100 毫升燒杯各 1 個)。
   9. 請善用鐵絲，加熱裝置下不能有任何墊高裝置。
6. 評分標準
   1. 水溫上升度數(℃, 四捨五入取整數)設為 x
   2. 若水開始沸騰，且維持同溫 10 秒，則停止計時，此時時間為 y(以分計)
   3. 本組得分為 x+480-y

(註：每組競賽時間為 8 分鐘，即 480 秒，而 480-y 為剩餘時間之意)

活動三

創意競賽

1. 創意作品；請用酒精、醋酸鈣作成酒精膏，發揮創意並寫約 300 字創作理念，說明用途和使用方式。
2. 評分標準
   1. 創意 50
   2. 環保節能 50
   3. 時間分配流程

活動一、二間隔 2 分鐘

4.評分

5.準備材料

大隊提供

自行準備

6.探究問題

1.酒精為何能燃燒

2.酒精對人類文明的益處和壞處

3.為什麼很多實驗都喜歡用酒精燈，而不用蠟燭