亞太科學教育論壇,第五期,第三冊,專題版二 (二零零四年十二月)
主編︰蘇詠梅
小學科學專題研習 - 衣、食、住、行
環保廢紙爐

學校:聖公會基恩小學
 
組員:吳鐵瀚同學
教師:林振華老師
 
意念
 

在中秋節的時候,有時我和哥哥會燒紙玩,爸爸和媽媽會禁止我們並說很危險,可能會引致火警。當我思索今年的「常識百搭」專題設計的內容時,我想起了燒紙的玩意,便和爸爸商量可不可以用來做一個實驗參加「常識百搭」。爸爸說燃燒的背後有許多科學原理,如果可以利用家中的廢紙,更加可以減省媽媽的煩惱。後來我又發覺原來燃燒的原理在我們的常識課本中也有解說,所以便設計出這個「環保廢紙爐」。

註:因為過程中要經常處理火焰,所以爸爸只容許我和他一起製作及進行實驗,我並不能單獨地自己去做,真是可惜。

 
目的
 

這個作品的目的是希望減少廢紙和盡量利用它,達到物盡其用的效果。而環保的意義在於減少廢物,後來我發覺燃燒引起的煙會污染空氣,所以在設計上參考了化學實驗室「本生燈」(Bunsen Burner) 的設計,盡量減少煙的排放來達到環保的效果。在實用方面,這個爐可以作為加熱工具,如煲水等。而且因為體積細小,所以可作為郊遊或野營時的爐具。

 
原理
 

這個作品所涉及的科學原理包括燃燒的三大要素:

  1. 燃料;
  2. 空氣(空氣中的氧氣);
  3. 燃燒所需的溫度。

當中,爐具的設計特別地注意了空氣補給的問題。設計上應用了魚缸中常用的氣泵來增加空氣的補給,盡量達致完全燃燒來減少空氣污染及增加燃燒的效能。

而燃料的應用除了廢紙外,另外我還設計了一個利用廢紙加蠟和助燃劑的「特別燃料」來輔助和保持燃燒,增強燃燒的效能。

助燃劑本身不是燃料,但它會幫助燃燒。這個作品所用的「特別燃料」中的助燃劑是化學物品。它在到達一定溫度的情況下,會釋放出氧氣,達到助燃的目的。

 
材料
 

燃料:廢紙、蠟、助燃劑
爐具:不�袗�、鋼管、鐵餅、不�袗�片、棄 用的不�袗�口盅蓋、鐵絲網
其他:魚缸用的氣泵

 
設計
 
 
過程
 
實驗:  
1. 先用簡單的鐵絲網製成爐具;
2. 放上燃料觀察燃燒過程;
3. 添加助燃劑再次觀察,以決定助燃劑的份量。
 
「特別燃料」的製作 :

(1) 先將報紙剪成若干小份;

(2) 在紙中心加入適量的助燃劑;

(3) 將紙擠成球狀;

(4) 將蠟溶掉並均勻地沾在紙球上;

(5) 待紙球上的蠟凝固後,便成為「特別燃料」。

爐具  
因為爐具是使用不�袗�作為材料,所以處理上有困難。製成品是根據設計草圖交付坊間的鐵匠完成。右圖是爐具製成後的外觀。

右圖中可見氣孔及氣喉。使用時,要安裝氣喉及利用氣泵將空氣送上爐頭。

 
用途
 

這個設計把科學原理應用於日常生活中。設計可應用於露營、野餐或於家中作輔助爐具如燒少量白開水等。

 
優點
 
設計的優點是體積小巧和所使用燃料方便易求。「特別燃料」可大規模製作以供使用。如實用性高,更可考慮工業生產來降低成本。廢紙作為燃料亦是善用資源的表現。除廢紙外,亦可考慮其它適當的燃料如木屑等。
 
困難
 

最大的困難當然是爐具的製作,但因為得到鐵匠叔叔的幫忙,所以順利地解決了。其次是如何改善燃燒的效能,方法是通過很多次的實驗和觀察,一步步地改良。最後的設計包括助燃劑和氣泵等,都是這樣得出來的。

 
改良
 
  1. 如何能自動補給燃料;
  2. 如何可以再增加燃燒的效能;
  3. 爐具的設計可以再改良,例如將更多的氣孔引到爐頭上。
 
總結
 

在設計和製造這個作品的過程中,我對有關燃燒方面的科學原理有了進一步的了解,這個作品如果進一步改良,有機會成為一件實用的東西,為社會作出貢獻。

 
感想
 

在完成這個作品的時候,真是百感交集。心中歡喜可鬆一口氣,卻又恨時間不足夠,難以及時多加改良。但是,不論是何種心情,我都在這次活動中學到了不少知識,令我甚為滿足。

 
參考
 

小學常識課程、互聯網上有關助燃劑的知識。

 
鳴謝
 

我的家長、哥哥、常識科老師

 
編者及評判的話
 
雖然只有一位同學參與展覽,但與評判的應對仍相當得體,對製成品亦有清晰的概念,盡顯一股熱愛科學的精神。

 
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Copyright (C) 2004 HKIEd APFSLT. Volume 5, Issue 3, Special Section 2 (Dec., 2004).