有一天我在 Discovery 頻道上看到一段節目,內容大約是說有人利用單純的報紙 加上水,然後做成報紙冰船而且這個報紙做成的冰船可以航行半小時。這段節目讓我們感受到很不可思議。報紙加水做成的船有如此的堅固嗎?竟然可以乘受住人的重量。

 

X博士摘要說明】

  1. 探討報紙冰不斷的秘密?
  2. 探討日常生活中不同的纖維物質的吸水量?
  3. 探討日常生活中不同的纖維物質吸水結冰後的融化溫度與中心溫度?
  4. 奇特的冰鎮涼杯。

 

第 50 屆 國小生活應用科作品

題目:『紙』上談『冰』

作者:臺中市私立明道普霖斯頓國民小學的同學們

 

【摘要(原文)

如果單純只用報紙不加水去結冰,報紙卻不堅固,只用水去結成的冰也很脆弱。可是將兩者合而為一,卻可以製造出超堅硬的而且保冷度較久的報紙冰。是否也有某種物質加水後也可以產生類似的效果呢?我們使用各種吸水性良好的物品來做實驗,例如:洗車海綿、普通黃色海綿…等。進而發現到許多不可思議的現象,而我們更利用它們獨有的特性,開發出全新的產品。像是利用黃海綿吸水結冰後仍然保持柔軟的特性製作出神奇柔軟冰敷袋;插花海綿的超強吸水性製作不滴水的冰塊;以及白海綿細緻的纖維不僅可以吸水結冰後提供冷源,更可以隔絕外界的熱持續保冰而製作出冰鎮涼杯。

 

X博士步驟說明】

  • 「純水冰船」與「報紙冰船」載重實驗

 

投影片2

我們發現報紙冰船平均可以載重量為 55 個 1 元硬幣,而純水冰船平均只能有 14 個 1 元硬幣。很明顯報紙冰船可以載的重量較重。

 

  • 研究純水冰棍與報紙冰棍所能承受物體的重量

投影片3

(一) 冰棍平均約 3.3 個磚頭就掉落,而報紙冰棍平均需要 6.3 個磚頭。所以承受重量是報紙冰棍勝於純水冰棍。

(二) 實驗中我們發現,純水冰棍不會彎曲,而報紙冰棍在第 4 個磚頭時就會開 始彎曲,所以證明了報紙冰棍有較強的韌性。

 

  • 探討日常生活中不同的纖維物質的吸水量?

我們發現到,只有水做成的冰,水量最多,但太硬。但報紙加水做成的冰,水量少時軟,水量多則硬是否市面上有物質在吸水後結冰有特別的現象呢?

 

吸水量由多到少:插花海綿>白色海綿>宣紙>報紙>洗車海綿>藍色海 綿>強力吸水布>黃色海綿

 

  • 中心溫度測量法(模擬冰在空氣中使用的情形)

投影片5

  1. 平均溫度由低到高為:插花海綿→白海綿→報紙→宣紙→洗車棉→吸水布→黃海綿→藍海綿。
  2. 因為一開始溫度計是冰封在中間的,所以溫度一直很低,大約經過 160 分鐘之後開始有明顯的溫度上升。

 

  • 自製冰鎮涼杯

投影片6

  1. 我們選用中心溫度較低的前三名:插花海綿、報紙、白海 綿當作中間隔層的材料,與純水作比較。
  2. 我們選用市面上 1000ml 的飲料杯當作外杯,700ml 飲料杯當作內杯。再將插花海綿、報紙、白海棉與純水放入內杯與外杯中的隔層。
  3. 再把 1000ml 的飲料杯蓋用美工刀切出圓形杯口,讓 700ml 的杯子可以放入。

 

數據分析與結論

可以吸水的物質吸水結冰後,它們都有各自不同的特色,所以我們就利用它們的 特色來開發生活中跟冰有關的好用產品。例如:

(一) 經實驗證明吸水力最強的是插花海綿,而且它就算退冰也不會流出一大攤 水,在空氣中的中心溫度又是最低的,因此適合製作不滴水冰塊。

(二) 經試用者證明,黃色海綿吸水結冰後,確實比一般冰塊柔軟,更可以符合不同受傷部位的需要,進行冰敷。

(三) 雖然市面上有賣中間隔層是水的冷凍杯,但是經過我們實驗發現,中間隔層是冰的冰鎮杯雖然可以提供較低的溫度,但是持久度卻不好。而我們用白海綿自製的冰鎮杯,最低溫只跟純水冰鎮杯相差約 0.1℃,但是卻可以讓飲料維持低溫較久的時間。

 

以下是評審給的評語

投影片7

 

X博士評語】

報紙冰結合了冰的硬度以及長纖維的支撐力,再加上它是一層一層疊起來的構 造,所以可以把熱隔絕在外面,把冷保留在裡面,所以它融化的速度比純水冰慢。同樣的,自製白海綿冰鎮杯有這麼好的效果,是因為白海綿中間有很多細縫孔洞,其實是個保溫不錯的材質,所以讓它吸水結冰,不但可以提供冷源,又可以保持低溫,一舉兩得。