汽水大車拚

出自 全民科學平台
於 2019年10月3日 (四) 06:50 由 張又懿 (對話 | 貢獻) 所做的修訂
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1.目的

古早彈珠汽水的做法:是在密閉的瓶中,讓檸檬酸與小蘇打在水中起反應,產生大量二氧化碳並使其溶在水中。本活動使用相同的原料,利用反應產生的強大氣體壓力製作定時炸彈,比賽控制反應時間;又製作汽水大砲,比賽砲彈的射程


2.原理

1.檸檬酸(C6H8O7)在水中呈酸性,常用來清除熱水瓶的積垢。小蘇打的學名是碳酸氫鈉(NaHCO3),在水中呈鹼性,常用作麵糰的膨鬆劑或用來 清除油污。在傳統食品雜貨店與化工行可以買到檸檬酸與小蘇打,粉末狀的包裝,價格便宜。本競賽使用的檸檬酸與小蘇打為食品級,自雜貨店購買。

2.檸檬酸與小蘇打的反應式:3NaHCO3+C6H8O7→Na3C6H5O7+3H2O+3CO2。如果在密閉的容器中有大量二氧化碳產生,會使容器內的氣體壓力大增。利用夾鏈袋封裝檸檬酸、小蘇打與水,調配適當比例,即可作為定時炸彈;或用寶特瓶盛裝上述物質,即可將瓶口的橡皮塞發射至遠處。

3.汽水大砲活動中,可以利用竹筷、橡皮圈與塑膠盆製作一個發射台;調整瓶口仰角(拋體運動)、減緩瓶身滑動(作用力與反作用力定律),就能使橡皮塞投射得更遠。


3.活動一:定時炸彈

★場地需求

競賽區為一張桌子,桌上有四個碟子與四個透明罩。


★使用器材

大會器材:

檸檬酸與小蘇打各40克

電子天平一台

紙杯三個

自來水二瓶(共1200cc)

抺布二條(以上均與活動二共用)

夾鏈袋八個(#0、#2各四個)


自備器材:

護目鏡

布手套

各種容器

工具與儀表

★競賽說明

(一)操作方式

1.在30分鐘內,每隊須製作四枚定時炸彈(同時製作二門汽水大砲),每枚炸彈使用二個夾鏈袋(#0、#2)。參賽者須將檸檬酸、小蘇打、水與小夾鏈袋等,放在大夾鏈袋內。

2.競賽區為一張桌子,同隊四人同時參賽。

3.評審人員宣佈計時倒數(10秒)時,參賽者須在此10秒內啟動炸彈(最後的填充或其他動作),並在計時開始前將炸彈放在碟子中(否則以棄權論),並將透明罩蓋住炸彈。

(二) 評分標準

1.計時開始後,評審須讀秒二分鐘,依炸彈爆炸時間得點(配分如下表)。若在計時開始前炸彈已引爆,或計時二分鐘後引爆,均以零分計。


2.炸彈引爆的定義,是原為扁平的夾鏈袋,在啟動後明顯鼓脹;並在計時期間瞬間破裂,且發出明顯響聲。競賽時若有疑義,以評審人員的判定為準。

3.計時開始後,參賽者不可再碰觸桌子及桌上物品。計時結束後,參賽者須清理桌面與碟子。

4.將每隊四枚炸彈得點加總,與各隊得點依六等第排序後,作為該隊在活動一「定時炸彈」的成績。

5.活動一「定時炸彈」與活動二「汽水大砲」的成績併計,再作六等第排序,為「汽水大車拚」競賽總成績。


4.活動二:汽水大砲

★場地需求

競賽區為平坦地面,繪有長方形得點區(15m×6m,三隊同時評分用),內畫許多平行線,相隔0.5m,兩線之間寫得點1~30。長方形得點區一端為投射線,水盆須放在投射線後方,不可觸線。

★使用器材

大會器材:

檸檬酸與小蘇打各40克

電子天平一台

紙杯三個

自來水二瓶(共1200cc)

抺布二條(以上均與活動一共用)

竹筷20支

橡皮圈20條

水盆(40×30cm)二個

橡皮塞二個(#7)

自備器材:

寶特瓶二支(600±50cc,作為砲筒)

護目鏡

布手套

各種容器

工具與儀表

★競賽說明

(一)操作方式

1.在30分鐘內,每隊須製作二門汽水大砲與發射架(同時製作定時炸彈)。

2.每門大砲使用一支寶特瓶,瓶內盛有檸檬酸、小蘇打與水(只須盛放其中一或二種物質,其餘物質在計時開始後才倒入瓶中),並用橡皮塞封口。

3.發射架使用大會發給的竹筷與橡皮圈製成,放在水盆內(水盆平放地面,盆口朝上),然後將大砲、發射架與水盆携至競賽區。

4.以橡皮塞作為砲彈,可將橡皮塞作切、削、挖等加工,但不可粘附任何物質在橡皮塞上。

5.四人同時參賽,每二人操作一門大砲。評審人員宣佈計時開始後,參賽者須在二分鐘內完成兩枚砲彈的發射程序,將橡皮塞發射至遠處。(發射程序為:將水盆放在地面,將物質倒入瓶中,並將瓶塞塞住瓶口,然後將寶特瓶放在架上。)

(二)評分標準

1.依橡皮塞落地點所在區域計點。若橡皮塞落在得點區外,以得點區的延長線作為計分標準。

2.若在計時二分鐘後橡皮塞未發射離開瓶口,以零分計。若砲彈落於線上,以高分計。若砲彈射程大於15m,得點以30計。

3.將每隊二枚砲彈得點加總,與各隊得點依六等第排序後,作為該隊在活動二「汽水大砲」的成績。

4.活動一「定時炸彈」與活動二「汽水大砲」的成績併計,再作六等第排序,為「汽水大車拚」競賽總成績。

5.活動三:創意汽水

創意活動以檸檬酸與小蘇打製作科學玩具或藝術品,須附照片與說明書(500字以上)。評分標準為創意(50%)、功能(30%)、文案(20%),得分最高的隊伍獲頒創意獎。此項評分獨立計算,不列入總成績內。

6.競賽時間

1.製作時間30分鐘,含分發材料、說明、製作、測試。

2.競賽時間40分鐘,含就位、換組、評分。

7.注意事項

1.勿將藥品與水灑至地面,若不慎灑落須立即擦乾;情節嚴重者由評審決定扣分1~5分(原始得點)。

2.評分結束後,參賽者須將水盆擦拭乾淨、器材擺放整齊,待下一隊使用。未處理完善者由評審扣分1~5分(原始得點)。

3.不得使用本活動規定以外的藥品與器材,嚴重違規者以棄權論。


8.材料總表