我們都喜歡喝很甜的飲料，但是家人都說太甜不好，所以都不能喝太多。但是為什 麼喝太甜不好呢？是因為糖的關係嗎？與添加糖的量有關係嗎？糖的熱量很高嗎？
【X博士摘要說明】
- 探討糖溶液的濃度與光的關係、以自製的測定計檢測濃度。
- 瞭解糖與熱量的關係，進行糖熱量檢測。
第 53 屆 國小化學科作品
題目：燈「糖」入視－糖性質的測定
作者：康橋學校財團法人新北市康橋高級中學的同學們
【摘要(原文)】
為了讓添加了糖的飲料喝起來更健康，我們藉由實驗更深入的了解糖的糖度、糖的熱量，也了解到甜度是一種感覺，真正與熱量有關的是糖的濃度。我們藉由討論糖度計的原理，嘗試自製了「簡易折光式糖度計」和「旋光儀」，用來檢測糖的濃度，並以燃燒糖的方式，研究糖的熱量釋放，最後比較含糖飲料的糖濃度與熱量的關係。經由實驗發現以自製的簡易折光式糖度計測量可發現糖濃度越高時，光的折射角度越小，而糖的旋光性效果也會與糖濃度有關，飲料中糖的濃度高時通常熱量會高。
【X博士步驟說明】
- 探討糖溶液的濃度與光的關係、以自製的測定計檢測濃度。
- 製作濃度 50%的二號砂糖、葡萄糖、細砂糖、方糖、冰糖、果糖水溶液。
- 將調製完成的水溶液分別倒入 100 mL 於正方體的平底直筒容器中。
- 五杯標示完成的水溶液中在溶液中加入一滴牛奶，攪拌均勻。
- 在平底直筒容器的底部加上量角器
- 以雷色光筆照射水溶液，觀察光折射的情形。
缺點 : 溶液濃度越高折射角越小，但使用簡易折光式糖度計時，無法分辨出濃度相同時糖的差異。
- 自製糖濃度測定計（旋光儀）
- 收集資料了解偏振片的原理。
- 瞭解糖具有旋光性的性質，探討糖的旋光性與偏振片的關係。
- 調製一杯濃度 50%的細砂糖水溶液。
- 分別將清水和細砂糖水溶液裝入圓形平底直筒容器中。
- 將其中一片偏振片剪成圓形黏貼在平底直筒容器下，並用厚紙板包覆。
- 將手電筒固定於保麗龍座臺上，由下至上照射水溶液。
- 將另一片偏振片放於上方進行觀測，比較清水和細砂糖水溶液的不同。
＊旋光性：線偏振光通過某些物質的溶液（如蔗糖溶液）後，偏振光的振動面將旋轉一定的角度，這種振動面自行旋轉現象叫做旋光性。
＊偏振片：自然光以波動的形式傳播，並在平行於傳播方向的各個平面上振動，當穿過偏光片時，這束光中，波動方向和這個偏光鏡光軸的方向不一致的部分，就會被擋掉。只剩下在一個方向上振動的光，形成偏振光。
- 自製旋光儀檢測不同濃度糖水溶液的糖度實驗
- 分別再製作成葡萄糖、果糖水溶液濃度為 10%、20%、30%、40%、50%。
- 比對三種糖水溶液的旋光性質。
細砂糖和葡萄糖濃度越高時，紅光偏轉角度越大；但是果糖的濃度越高時，紅光偏轉角度越小。所以我們證實糖旋光性的效果與糖水溶液的濃度有關。
- 瞭解糖與熱量的關係，進行糖熱量檢測。
- 以鐵製餅乾盒，製作燃燒裝置，讓糖燃燒的熱量可以集中。
- 用試管夾夾住裝有 20 毫升的，放入燃燒裝置中。
- 點燃糖立即放入燃燒裝置內，將水加熱。
- 待糖熄滅後，測量試管中的水上升的溫度，進行熱量檢測。
我們依據糖燃燒讓水溫上升的改變計算出的熱量，大約 5 克糖釋放出約 1000 卡(1大卡=1000卡)的熱量，和實際原產品標示的 100 克糖有約 400 大卡的數據相差很多。我們思考應該是在燃燒的過程中，有些熱量散出去了，或糖在沒完全燃燒時就融化掉了，還是熱量被其他物質吸收，沒有全部傳到水中，所以測得的熱量會比實際上糖的熱量低很多。
數據分析與結論
（一）糖的糖度計有兩種，分別是「折光式糖度計」和「旋光儀」。
（二）以自製的簡易折光式糖度計測量糖的濃度，可以發現濃度越高時，光的折射的角度越小。
（四）以自製旋光儀測量發現細砂糖和葡萄糖濃度越高時，紅光的偏轉角度越大；但果糖的濃度越高時，紅光的偏轉角度越小，證實糖旋光性的效果與糖水溶液的濃度有關。
（五）加熱會讓糖裡的水分蒸發，導致重量減輕，證實糖為碳水化合物。
（六）方糖沾香灰以及將糖變成棒棒糖後在沾上香灰可以直接燃燒。但依據糖燃燒讓水溫上升的改變計算出熱量，與實際原產品標示有差異，應該是在燃燒的過程中，有些熱量散出或糖沒完全燃燒有關。
以下是評審給的評語
【X博士評語】
大部分的含糖飲料都會加入果糖或蔗糖這兩種糖作為甜味的來源。而同時含糖量越高熱量也就越高，利用自製「折光式糖度計」和「旋光儀」就可以測得出一杯糖水的濃度，可以說是另類的甜度計。
🔥🔥專業科展線上課程🔥🔥
科展免費分享內容
科展秘笈系列影片
科展Podcast
【科展秘笈-研究攻略】
孩子的科學遊戲：53個在家就能玩的科學實驗全圖解
https://www.books.com.tw/products/0010758522
科學X博士
粉絲頁：https://www.facebook.com/doctorx9000/
官網網址：http://doctorx9000.com/
IG：https://www.instagram.com/doctorx9000/
LINE官方帳號：https://line.me/R/ti/p/%40doctorx9000
合作連絡：doctorx9000@gmail.com
