熄滅一瞬間~自製滅火器 作者：505 陳品熙、林奐、萬哲維、林勁存 指導： 潘蓮菁 老師

壹、研究動機 五上自然課「空氣與燃燒」的單元提到小蘇打粉加醋會產生二氧化碳，可用來製作簡易滅火器。 我們想知道： 有沒有其它的材料也可以產生二氧化碳？ 各式各樣不同材料所製作出來的滅火器，到底哪一種的效果會比較好，穩定性較高？

貳、研究目的 找出可以用來製造二氧化碳的材料。 調配不同濃度的醋與定量的小蘇打粉混 合，探討對滅火效果的影響如何。 探究噴頭數量的多寡對滅火效果的影 響。 變更不同材質噴管，探討所產生的滅火 效果是否有所差異。 設計一個穩定性較高的簡易滅火器。

參、研究器材 香檳瓶(370cc)、雪碧瓶(600cc)、可樂瓶(600cc)、優格瓶、養樂多瓶、吸管、硬塑膠管、橡皮管、透明軟管、鐵釘、鐵鎚、老虎鉗、剪刀、美工刀、抹布、小蘇打粉、泡打粉(含小蘇打粉及酒石酸)、麵粉、太白粉、地瓜粉、洗衣粉、氨粉、麵食發粉、糖、蛋殼、貝殼、糯米醋、烏醋、鳳梨醋、檸檬、柳丁、酸性水、水生池的水、廣用試紙、蠟燭、火柴、量筒、燒杯、玻棒、透明膠帶、標籤、相機、尺、水壺、粉筆、黏土、碼表、水、塑膠筒、湯匙、漏斗

肆、研究過程與結果 + 實驗(一)：找出可以代替醋和小蘇打粉產生二氧化碳的材料 小蘇打粉 酸性液體 糯米醋 柳丁水 檸檬汁 酸性水 鳳梨醋 水生池 烏醋 洗碗精 酸性液體 + 小蘇打粉

結果 ： 材料 PH值 3.0 5.0 4.0 冒泡泡 ＋＋ － ＋+    註：＋表示冒泡泡的程度，－表示沒有冒泡泡， 糯米醋 柳丁水 檸檬汁 酸性水 鳳梨醋 水生池 烏醋 洗碗精 PH值 3.0 5.0 4.0 冒泡泡 ＋＋ － ＋+ 燭 火 熄 滅 第一次    第二次 註：＋表示冒泡泡的程度，－表示沒有冒泡泡， 表示可以熄滅燭火，表示無法熄滅燭火 糯米醋 檸檬汁 鳳梨醋 烏醋

實驗(二)：找出可以代替小蘇打粉和檸檬汁產生二氧化碳的材料 小蘇打粉、地瓜粉、麵粉、太白粉、麵食發粉、洗衣粉 各種粉末 + 檸檬汁

結果： 材料 PH值 9.0 6.0 5.0 11.0 冒泡泡 ＋＋ － ＋ 燭 火 熄 滅   小蘇打粉 地瓜粉 麵粉 太白粉 麵食發粉 洗衣粉 PH值 9.0 6.0 5.0 11.0 冒泡泡 ＋＋ － ＋ 燭 火 熄 滅 第一次   第二次 註：＋表示冒泡泡的程度，－表示沒有冒泡泡 表示可以熄滅燭火，表示無法熄滅燭火

實驗(三)：找出其他可以和醋製造二氧化碳的材料(泡打粉、麵食發粉、銨粉、蛋殼、貝殼)

結果： 材料 麵食發粉 (加熱糖水) 泡打粉 銨粉 蛋殼 貝殼 冒 泡 － ＋(15分鐘後) ＋＋ ＋ 有一股難聞的氣味 泡泡浮在上層 第一次 (加熱水) － ＋(15分鐘後) ＋＋ ＋ 有一股難聞的氣味 第二次 (加醋) 泡泡浮在上層 杯底全是氣泡 燭火熄滅   泡打粉 銨粉 蛋殼 貝殼

實驗(四)：測試泡打粉的滅火效果

結果： 次數 第一次 第二次 第三次 泡打粉中的 AB粉各2匙 ○   ○   ○ ○ ○ ○ ○ ○ 滅火效果 4  花費時間 (熄滅蠟燭隻數) 4  花費時間 0.50秒 0.69秒 失敗

實驗(五)：探討醋的濃度是否會影響滅火的效果 100% 80% 20% 60% 40%

結果： 100% 80% 60% 40% 20% 2 3 1 濃度 可熄滅蠟燭數 總量30cc的醋加 3g小蘇打粉 總量20cc的醋加

實驗(六)：單噴頭和雙噴頭，哪一種滅火效果比較好

結果： 雪碧瓶 第一次 第二次 第三次 平均 單噴頭 2.53秒 3.03秒 0.63秒 2.06秒 ○ ○ ○ ○  ○ 優格瓶 第一次 第二次 第三次 第四次 平均 單噴頭 x 2.3秒 1.6秒 1.8秒 1.9秒 雙噴頭 3.3秒 4.2秒 2.5秒 雪碧瓶 第一次 第二次 第三次 平均 單噴頭 2.53秒 3.03秒 0.63秒 2.06秒 ○ ○ ○ ○  ○ ○  ○  ○  ○  ○ ○   熄滅蠟燭數量 1 3 2.3 雙噴頭  ○ ○ ○ ○ ○ ○

實驗(七)：探討透明軟管、一般吸管、橡皮管及硬塑膠管，哪一 種滅火效果比較好 透明軟管 一般吸管 橡皮管 硬塑膠管

結果： 類別 第一次 第二次 第三次 平均 透 明 軟 管 滅火時間 2.4秒 0.28秒 2.58秒 1.75秒 圖示       ○ ○  ○ ○ ○ ○ 熄滅燭火數 6 3 2 3.7 一 般 吸 2.37秒 1.02秒 3.49秒 2.29秒 ○ 2.7 橡 皮 管　 1.43秒 3.28秒 3.06秒 2.59秒 ○ ○ 1 硬 塑 膠 4.58秒 2.28秒 2.66秒 3.17秒 ○   ○  5 結果：

實驗(八)：簡易滅火器的改良歷程 優：小蘇打粉 可以和醋充分混合缺：香檳瓶太軟，容易變形 第一代優格瓶 第二代香檳瓶A型 (加筆蓋) 優：1.可事先放入材料 缺： 1.倒立混合材料時，易造成部分小蘇打粉黏在瓶蓋上而無法與醋反應。 2.瓶蓋氣密度不夠，瓶內壓力容易跑掉。 3.瓶身彈性不好，不容易擠壓瓶內氣體來滅火。 第二代香檳瓶A型 (加筆蓋) 第二代香檳瓶B型 (不加筆蓋) 優：1.瓶蓋氣密性很好 缺： 1.當瓶子倒放，要讓小蘇打粉和醋充分混合時，泡泡會擠滿瓶口，使紅筆蓋中的小蘇打粉無法全部倒入瓶中。 第三代可樂瓶 (一般吸管) 優：小蘇打粉 可以和醋充分混合缺：香檳瓶太軟，容易變形 優：好壓。 缺：壓幾次也會變形。 2.用手指塞住噴口，效果不好。

實驗(八)：簡易滅火器的改良歷程 優：穩定、易操作。 缺：會漏氣。 缺：火力分散，滅火效果不好。 優：穩定 吹熄蠟燭隻數很平均。 第四代B型 第四代C型 第四代D型 第四代E型 第四代雪碧瓶A型 (一般吸管+長尾夾) 第四代F型 優：穩定、易操作。 缺：會漏氣。 優：會有「轟」一聲噴出氣。 曾有一次熄滅六隻燭火 缺：火力分散，滅火效果不好。 優：會噴出氣泡熄滅燭火。 曾有一次熄滅六隻燭火 缺：容易彎曲 優：氣體不容易受到阻礙。 缺：管子較粗蓋蓋子時容易卡到。 優：穩定 吹熄蠟燭隻數很平均。

陸、討論 一、小蘇打粉為什麼能熄滅燭火呢？ 它是易溶於水的白色鹼性粉末，和水結合後，就會釋放出二氧化碳，而在酸性液體中反應更快。二氧化碳具有不助燃的特性，所以可以熄滅燭火。 二、回收的酸性溶液的效果如何呢？ 我們想知道如果是酸性的廢水是否也可以成為替代的材料，所以加了柳丁皮泡的水、水生池的水和濾水器電解後的廢水(酸性水)。但這些偏弱酸的溶液效果不好。

陸、討論 3.如何找尋替代小蘇打粉的材料？ 當地瓜粉等的實驗都失敗時，我們想到食物中的蛋糕、麵包、發糕、油條，都是麵團加發粉產生二氧化碳而膨脹，那麼發粉應該也可以用來實驗。

陸、討論 發粉(食品膨脹劑)細分為： 〈一〉化學膨脹劑 + ﹝二﹞生物膨脹劑 1.小蘇打粉(碳酸氫鈉) 2.發粉(Bakingpowder)：俗稱泡打粉 3.銨 粉(碳酸氫銨) 水 或 酸液 二氧化碳 酵母粉(Yeast) 酒 精 糖

陸、討論 四、為什麼貝殼與蛋殼的滅火效果不好？ 五、用哪一種燭火來做實驗比較適合呢？ 火柴？ 短蠟燭？ 長蠟燭？ 酥油粒 可能是所加入的醋不像鹽酸那麼強，無法產生足夠噴力的氣體。 五、用哪一種燭火來做實驗比較適合呢？ 火柴？ 短蠟燭？ 長蠟燭？ 酥油粒

醋4cc和0.39g的小蘇打粉 可成功的熄滅5公分遠的燭火 陸、討論 六、控制濃度的實驗，要用多少份量呢？ 討論出 30cc的醋和3g的小蘇打粉 20cc的醋和2g的小蘇打粉 醋4cc和0.39g的小蘇打粉 可成功的熄滅5公分遠的燭火 是否可熄滅30公分遠的燭火 七、技術嚴重影響實驗結果怎麼辦？ 修正策略：〈1〉每人固定工作 〈2〉固定滅火器 〈3〉實驗完討論-檢討-改良

柒 結論 小蘇打粉 (碳酸氫鈉) 泡打粉 (碳酸氫鈉+酒石酸) 銨粉 (碳酸氫銨) 蛋殼 (碳酸鈣) 貝殼 (碳酸鈣) 柒 結論 小蘇打粉 (碳酸氫鈉) 泡打粉 (碳酸氫鈉+酒石酸) 銨粉 (碳酸氫銨) 蛋殼 (碳酸鈣) 貝殼 (碳酸鈣) 都含有碳酸的成份，加入熱水或醋類的酸性溶液會產生二氧化碳。

柒 結論 小蘇打粉(加醋)、泡打粉(加熱水)裝入自製滅火器中，反應迅速，可利用產生的二氧化碳來滅火 柒 結論 小蘇打粉(加醋)、泡打粉(加熱水)裝入自製滅火器中，反應迅速，可利用產生的二氧化碳來滅火 銨粉、蛋殼、貝殼、麵食發粉(酵母粉)雖可產生二氧化碳，但氣泡少、力量不足以滅火。

柒 結論 濃度高的醋比較能夠使小蘇打粉充分反應，產生足夠的二氧化碳來滅火 柒 結論 濃度高的醋比較能夠使小蘇打粉充分反應，產生足夠的二氧化碳來滅火 可是，如果小蘇打粉份量夠多時，即使醋濃度較少，也不會影響二氧化碳的產生。

柒 結論 單噴頭滅火器因火力集中，可一鼓作氣而熄滅較多燭火； 柒 結論 單噴頭滅火器因火力集中，可一鼓作氣而熄滅較多燭火； 雙噴頭滅火器因瓶內的噴力要分散到兩個噴管中，所以力量被分散了，因此滅火效果不好。

柒 結論 自製簡易滅火器的瓶子 *600cc的雪碧寶特瓶彈性較好且不易變形；*噴管的選擇要粗細適中、直筒、軟硬適中，以一般吸管最為穩定 柒 結論 自製簡易滅火器的瓶子 *600cc的雪碧寶特瓶彈性較好且不易變形；*噴管的選擇要粗細適中、直筒、軟硬適中，以一般吸管最為穩定 *噴頭上以黏土固定最能堵住氣泡 所以第四代C型是 最理想的滅火器。 就是我喔！

捌、參考資料 黃炳琛等（民94）。化「生氣」為「力氣」 中華民國第四十五屆中小學科 學展覽會參展作品專輯 簡易滅火器 臺北市：教育部六大科學教育學習網。民96年12月2日，取自 http://science.edu.tw/ListTContent.ShowItemListState.do?UnitId=&SelectedContent=C0003006021 簡易滅火器 臺北市：阿條老師的理化教室。民96年12月2日，取自 http://www.tkgsh.tn.edu.tw/教學資源/理化科/htmmother/mother.htm 防火DIY 內政部消防署。民96年11月12日，取自http://www.hkjh.kh.edu.tw/admin/31/new/fire/new_page_13.htm 泡打粉和小蘇打粉 民97年1月10日，取自http://ebake.dyn.dhs.org/Basics/DbListItem.asp?Name=%AAw%A5%B4%AF%BB 蛋殼滅火器 2005 第六屆福特保育暨環保獎 民97年1月10日，取自http://www.ford.com.tw/servlet/ContentServer?cid=1163395568402&pagename=FLH%2FDFYPage%2FDefault1024&c=DFYPage 發粉 民97年1月10日，取自http://tw.knowledge.yahoo.com/question/?qid=1405110517380

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