壹、研究動機

1. 壹、研究動機 最近因為溫室效應的緣故，造成夏天越來越熱，冬天越來越冷的趨勢。藉由暖暖包的發明，本組突發奇想到──冷冷包!既然有暖入心坎的暖暖包，那為什麼沒有沁涼入心的冷冷包呢？所以想製造一個保冷而且持久的冷冷包。暖暖包裡的鐵沙和鹽總是不好回收在處理，所以思考著如何製造一個有環保綠意的冷冷包，而且除了以塑膠為外包的冷冷包外，還有什麼材質的外包能與布質暖暖包相抗衡？而本組也正竭盡心力的思考並製造一個有創意的另類實用用具。 二、實驗過程 (一)將已用電子天平量好的藥品放在大袋中 (二)將小夾鏈袋放進大夾鏈袋之中 (三)捏破大夾鏈袋中的小夾鏈袋 (四)測量出下降的溫度 貳、研究目的 一、內袋裝水的多寡對保冷程度影響 二、外袋的藥品多寡對溫度下降影響 三、室溫下冷冷包溫度的維持 四、外袋的材質對溫度的影響 五、將其運用於實驗上，證實所製作冷劑的實用性。 參、研究設備及器材 伍、實驗結果 一.本組在本實驗中，為了避免環境溫度對實驗的 影響，所以在25℃的冷氣房中研究。 (一)本組為了完整性，所以採用各類不同的藥品 測試。 (二)本實驗各種藥品皆觀察至15℃，並紀錄各水 溶液至15℃的反應時間。 說明： 1.此實驗是測量不同質量的水，與固定質量的硝 酸鉀混合後，測量其升至17℃的反應時間。 2.質量35g的水與15g的硝酸鉀維持的時間最久。 3.各質量的水在12℃到14℃升溫速率大增。 說明：亞硝酸鈉水溶液是實驗一中，溫度反應時 間維持最短的藥品，於是本組思考如何使 亞硝酸鈉能維持長時間。 肆、儀器的設置及實驗過程 一、儀器的設置 (一)本組在本實驗中，為了避免環境溫度對實驗的影響，所 以在25℃的冷氣房中研究。 (二)本組為了完整性，所以採用各類不同的藥品測試。 說明：質量35ml的水與15g的硝酸鈉可維持到42.9分鐘，所以本組將硝酸鈉再做測試，分為不同質量的硝酸鈉與固定質量的水測試第二種實驗。

2. 夏日炎炎「凍」未條 ~研究冷冷包的降溫效果及其生活上的應用 二、實驗四：紀錄表格藥品質量的多寡對冷度的影響 說明： 1.由實驗一，實驗二改良為六種不同質量的硝酸鉀，分別 測試在相同水溫及固定時間下六種不同質量的硝酸鉀下 降溫度的程度。 2.而此實驗分成兩大類，實驗2-1到2-4皆將水溫（原水溫 為17℃）加熱至40℃。 說明：由實驗1-1的測試後，本組改良使用不同質量的硝酸 鉀，分別設為15g、20g、25g及30g，由上表得知，當 質量15g重的水溶解至質量20g硝酸鉀之後，皆維持在 9℃。 說明： 1.此實驗是測試不同質量的硝酸鈉，分別設為15g、20g、25g及30g，由上表得知，當質量20g硝酸鉀溶解於15g重的水之後，皆維持在9℃。 2. 硝酸鈉的質量越多，溫度下降的越大；從實驗中發現， 當質量15g的水溶解至質量19g重的硝酸鈉 時，就會有沉 澱的硝酸鈉沉在袋底。 3. 由第2點得知，質量15g的水最多只能溶解19g的硝酸鈉。 說明：由實驗1-1的測試後，本組改良使用不同質量的硝 酸鉀，分別設為15g、20g、25g及30g，由上表得 知， 當質量15g重的水溶解至質量30g硝酸鉀之後，下降 至1.5℃。 說明：六種質量不同的碳酸氫鈉吸熱效果皆不怎麼好，所 以本組並無將碳酸氫鈉在改良至其他實驗中。 說明：六種質量不同的碳酸氫鈉吸熱效果皆差不怎麼好，所以 本組並無將碳酸氫鈉在改良至其它實驗中。 說明： 1.亞硝酸鈉的溫度可以降至接近0℃，但是由實驗1-3得知， 亞硝酸鈉的低溫並不持久 2.亞硝酸鈉質量越多，降溫速率越快，從初溫17℃，過了 150秒之後，馬上降至2.2℃。 說明：此實驗將六種不同質量的亞硝酸鈉加入40℃的水中，降 溫的效果非常的好，從40℃下降至-1℃。

3. 三、實驗五：紀錄表格外袋材質的多寡對冷度影響三、實驗五：紀錄表格外袋材質的多寡對冷度影響 九.在實驗五中本組以鋁箔紙袋為外袋，硝酸鈉 為溶質成功製作出一個最低溫為3.7℃的冷冷 包，且其最低溫回溫至室溫的時間將近40分 鐘，但是鋁箔紙並沒有耐摔的效果，降低了 實用性，但在最後我們找到了一種兼具耐摔 的特性和保冷性的材質：塑膠布，因此最後 使用了塑膠布和封口機做出本組所追求的最 佳冷冷包：以塑膠布製成本組經過實驗五比 較發現，本組自製的冷冷包相對於市售的魔 冰包（冷冷包），本組自製的冷冷包降溫效 果、保溫效果及維持時間都遠優於市售的魔 冰包（冷冷包）。 十.本組所製作的冷冷包可以用於扭傷或者是受 傷時供冰敷時的冰袋，和普通的冰袋做比較 時可發現他不像普通的冰袋一樣會在外層結 出一層小水滴，因此在降溫的同時也可以保 持乾燥，實用性較普通的冰袋更高。因為持 續時間極佳，所以在發燒時也可以放在額頭 上來降溫，也可放置在保溫盒中增加保溫的 效果。我們還以多個小的冷冷包來製作出一 個為飲料降溫的袋子，把藥品放在外層後將 飲料放置在內層，並在外層加水後把袋子封 起。如此一來便可使內層的飲料降低不少的 溫度。 說明： 1.此實驗分別測試自製鋁箔紙袋與氣球的保冷效果，皆在25℃ 的冷氣房中實驗，並用電子溫度計測水溫上升的速率。 2.由上表及上圖得知，相同實驗中鋁箔紙袋下降到4.3℃，而氣 球則下降到11.2℃，所以鋁箔包的降溫效果較佳於氣球。 陸、討論與結論 柒、參考文獻 一.本組用了三種不同的藥劑：亞硝酸納、硝酸納、硝酸鉀來 測 量不同藥劑對保冷的影響，袋子都是常用的夾鏈袋，做 完實驗後發現硝酸納保冷效果是最佳的，保冷效果次之是 的是硝酸鉀，效果最差的是亞硝酸納，而碳酸氫鈉則因溫 度下降幅度太小而不列入考慮。 二.本組選用了三種不同的材質:氣球、鋁箔紙做成的袋子和夾 鏈袋，藥品則選用降溫效果最佳的硝酸鈉來做實驗。因為 硝酸鈉下降的溫度最多，如果使用硝酸鈉來做實驗的話， 實驗的數據將會較為明顯。經過實驗後發現鋁箔紙做成的 袋子不管在下降的最低溫度還是在保溫效果方面都有最佳 的效果(如)，而夾鏈袋則是三種之中保溫效果最差的材質。 註：使用鋁箔紙做袋子時，亮面要朝內，才能達到保冷的效 果。 三.在本實驗中我們除了使用控制的恆溫17℃以外，我們還使 用40℃的熱水以模擬人在發燒時的體溫，以增加本組冷冷 包的實用性。由實驗四可以得知當藥品的量增加時，溫度 的下降的幅度也就會跟著上升，在40℃的水中反應時是以 亞硝酸鈉的降溫效果最佳但由實驗一可得知亞硝酸鈉因反 應快速，所以保冷效果不甚理想。而硝酸鈉的溫度下降幅 度大於硝酸鉀，在冷度的維持上又比硝酸鉀更佳。所以40 ℃的熱水之中以硝酸鈉作為溶質效果最佳。 四.在實驗六中我們所使用的藥品是硝酸鈉，硝酸鈉的下降溫 度雖然少於亞硝酸鈉，但亞硝酸鈉的反應快速，因此保冷 的效果不慎理想，亞硝酸鈉則因溫度下降幅度過低而不列 入討論，在剩餘的兩樣藥品中又以硝酸鈉的降溫效果較佳， 故使用硝酸鈉當作最佳冷冷包的溶質。而經由實驗三和實 驗五可得知鋁箔紙做成的袋子保冷的效果優於氣球和夾鏈 袋，但氣球的保冷效果又遠優於夾鏈袋，可是鋁箔紙所做 的袋子並不耐摔，只要桌上掉到地上去就會破裂，所以最 後使用的是保冷效果適中，但是耐摔程度卻非常卓越，可 以從3公尺高的地方往下丟還不會破的氣球。 五.由圖9-5和圖9-6可得知在20g以前硝酸鉀的下降溫度大於硝 酸鈉，但在25g之後硝酸鈉的下降溫度就大於了硝酸鉀。 六.圖9-7中的碳酸氫鈉下降的溫度太低，故不列入考慮，由圖 9-4可以得知亞硝酸鈉是降溫效果最為出色的。 七.(一)從實驗三可以知道，當藥品到達19克以上，在30ml的 水中就無法再溶解。 而各藥品在溶解19克之後： 1.硝酸鉀：從40℃下降至17℃ 2.硝酸鈉：從40℃下降至12℃ 3.亞硝酸鈉：從40℃下降至9℃ 4.碳酸氫鈉(小蘇打)：從40℃下降至30℃ 5.碳酸鈉(蘇打)：從40℃上升至48℃ (二)當水溫為40℃加入30g的藥品後溫度下降的幅度：亞硝 酸鈉＞硝酸鈉＞硝酸鉀＞碳酸氫鈉。 八.保冷效果的程度：鋁箔紙袋＞氣球＞夾鏈袋 1.物理與化學趣談世茂出版社1999年初 版八刷 2.智多星出擊幼獅出版社陳偉民著 3.冷冷包實驗(參考資料) http://www.google.com.tw/url?q=http://www.pajh.tp.edu.tw/mediafile/361/fdownload/27/13/2008-12-18-16-11-1-13-nf1.doc&sa=U&ei=TCFvTfCzAY-IuAPHt52BDg&ved=0CBQQFjAD&usg=AFQjCNE-Xrc9C5gEauaR-XRCdY6GtN6YnA 4.冷劑實驗 http://www.google.com.tw/url?q=http://teacher.ksvs.kh.edu.tw/~t211/tex/cool.doc&sa=U&ei=WgprTcOxMYKmuAPxwq3kAg&ved=0CBMQFjAB&usg=AFQjCNFsrzgumI-Zu5Qafeup6M0LYYPZ1A 5.全中乾冰－保冷包 http://www.dryice.net.tw/%E4%BF%9D%E5%86%B7%E5%8C%85/tabid/55/Default.aspx