家中的陽台上種了好幾盆植物,常常有時候會忘記澆水,幾天之後,發現植物漸漸枯萎了,但自動灑水器很昂貴,有沒有什麼方法可以製作出一個既省水又省電的自動澆花器,不必再擔心花兒沒水喝的問題呢?

 

X博士摘要說明】

  1. 利用回收寶特瓶做澆花器,可行嗎?
  2. 應用毛細現象做澆花器,可行嗎?
  3. 為植物量身訂做一個節能環保自動澆花器

 

49國小物理科作品

題目:滴水不漏~節能環保自動澆花器

作者:嘉義市東區民族國民小學的同學們

 

【摘要(原文)

在家中的陽台或庭院種些植物可以綠化環境,令人賞心悅目,可是照顧起來很麻煩。有時候一、兩天忘了澆水,或是上學來不及、或是晚上回家太晚,錯過了最佳澆水的時間,植物就會變得奄奄一息。為了解決這個問題,我們決定以「環保節能」為考量,希望能夠利用取得方便的回收資源做為材料,應用自然課所學的虹吸現象及毛細現象,設計出環保又實用的自動澆花器,讓家裡種的花兒可以一直保持活潑生氣。

 

X博士步驟說明】

首先準備兩個寶特瓶,一個放在低處外面包黑紙,另一個放在高處,並用箱子裝起來,避免曬到太陽。接著在低處黑色寶特瓶裝200ml的水,在高處的透明寶特瓶裝滿2000ml的水,然後在高處的寶特瓶鑽兩個孔,一個比較大的孔,一個比較小的孔,大的孔用塑膠管連接黑色寶特瓶(不能碰到透明寶特瓶的水),小的孔連接透明寶特瓶和要澆花的盆栽(將連接管插入透明寶特瓶最底部才能吸到水)

 投影片2  

用寶特瓶做的澆花器,放在太陽底下曬,利用空氣熱脹冷縮的原理,膨脹的空氣透過塑膠管,推動了透明礦泉水瓶內的水沿著塑膠管上升後再流向量杯盆栽(虹吸管原理),平均可以流出1600ml的水。

 

●用毛細現象做澆花器,可行嗎?

將抗菌抺布裁成長 30 公分,寬分別為1~4公分的長條狀,放入水中浸溼,使其完全吸水。

 投影片3  

將抗菌抺布另裁成寬 2 公分,長分別為 306090 公分的長條狀,放入水中浸溼,使其完全吸水。

 投影片4  

結論 :

在相同的時間內,布條長度固定時,寬度愈大,流出水量愈多。

在相同的時間內,布條寬度固定時,長度愈長,流出水量愈多。

所以根據不同植物需水量不一的特性,我們可以改變布條的長度或寬度,來調整澆花器流出的水量。

 

●設計一個定量水杯

 投影片5  

我們可以調整吸管口的長度,使水杯的出水量恰好足夠澆透整盆植物。

 

●達到自動補水的目標

首先先測量種植的植物所需要的水量,接著調整吸管長度以及吸水布的長度和寬度。而白天水箱因為太陽熱漲冷縮,水量會漸漸增加,加到一定高度時就會自動補充水分。

 投影片6  

 

數據分析與結論

●結合寶特瓶及毛細現象實驗,再加入定量水杯的設計,可以截長補短,改善兩者的缺失,解決澆花器定時澆水、定量澆水的問題。

●為了使澆花器發揮最大效益,我們可以在第一天傍晚將澆花器佈置好,根據植物需要水量選擇合適的引水材料及定量水杯,將第一次出水時間設定在隔天早晨。第一次出水後,因位水箱的水位降低,吸水速度會漸漸變慢,但隨著時間愈接近中午,日照愈來愈強,從寶特瓶流入水箱的水正好可以補充水箱的水,恢復吸水的速度;使第二次出水時間仍可控制在傍晚,而不會在深夜。

 

以下是評審給的評語

 投影片7  

 

X博士評語】

這次的科展作品結合了環保,又方便好用的自動灑水器。可以用家裡不要的寶特瓶、舊衣服、吸管,加點巧思就可以有新用途。而實驗中,澆水的時間設定在清晨和傍晚,可以避免在中午澆水時過度蒸發而浪費水,如果能將空氣濕度的因素考慮進去會更好。