摘 要 每 到 了 冬 天, 我 們 都 會 為 了 保 暖 而 苦 惱 因 此 找 出 環 保 省 錢 又 創 新 的 暖 暖 包 便 成 為 我 們 的 研 究 動 機 於 是 我 們 利 用 各 種 素 材 製 造 暖 暖 包, 並 測 試 不 同 重 量 材 質 種 類 是 否 磨 粉 是

作 品 名 稱 : 誰 知 袋 中 豆, 粒 粒 皆 溫 暖 環 保 暖 暖 包 的 製 作 與 探 討 0

摘 要 每 到 了 冬 天, 我 們 都 會 為 了 保 暖 而 苦 惱 因 此 找 出 環 保 省 錢 又 創 新 的 暖 暖 包 便 成 為 我 們 的 研 究 動 機 於 是 我 們 利 用 各 種 素 材 製 造 暖 暖 包, 並 測 試 不 同 重 量 材 質 種 類 是 否 磨 粉 是 否 加 咖 啡 渣 等 的 保 溫 效 果 和 最 高 溫 度, 最 後 發 現 : 所 有 內 容 物 中,50g 黑 豆 五 香 花 生 以 及 碳 化 咖 啡 渣 保 溫 效 果 最 好, 因 為 黑 豆 和 五 香 花 生 的 初 始 溫 度 最 接 近 70 度, 且 每 分 鐘 下 降 均 溫 為 1.1 ; 而 碳 化 咖 啡 渣 的 下 降 均 溫 為 0 ; 外 包 裝 材 質 以 純 羊 毛 袋 的 保 溫 效 果 最 好 ; 內 容 物 以 未 磨 粉 的 保 溫 效 果 比 有 磨 粉 的 佳 ; 而 加 入 碳 化 咖 啡 渣 的 保 溫 效 果 也 比 未 加 碳 化 咖 啡 渣 好 總 之, 自 製 環 保 暖 暖 包 時, 建 議 選 用 黑 豆 加 碳 化 咖 啡 渣 或 五 香 花 生 等 材 料 ; 外 袋 則 可 選 用 純 羊 毛, 以 達 最 佳 保 溫 效 果 壹 研 究 動 機 上 獨 立 研 究 課 時, 老 師 要 求 我 們 針 對 自 己 有 興 趣 的 主 題 蒐 集 資 料 做 報 告, 當 時 天 氣 很 冷, 分 組 討 論 時 發 現, 每 次 到 了 寒 冷 的 冬 天, 大 家 都 會 為 了 如 何 保 暖 而 苦 惱, 而 保 暖 的 辦 法 不 外 乎 就 是 穿 多 一 些 的 衣 服 或 使 用 暖 暖 包, 但 是 衣 服 過 幾 年 就 不 能 穿 了, 暖 暖 包 也 是 只 能 用 一 陣 子 因 此 我 們 便 想, 若 能 利 用 舊 布 料 及 隨 手 可 得 的 材 料 自 製 環 保 可 多 次 使 用 的 暖 暖 包, 或 許 可 以 解 決 上 述 我 們 遇 到 的 問 題 於 是 利 用 舊 布 料 及 隨 手 可 得 的 材 料 自 製 可 多 次 使 用 的 暖 暖 包 便 成 為 我 們 探 討 的 主 題! 然 而 在 決 定 主 題 後, 我 們 發 現 網 路 上 已 有 人 使 用 過 紅 豆 製 作 暖 暖 包,2010 年 的 康 健 雜 誌 134 期 也 曾 報 導 過 自 製 紅 豆 暖 暖 包 的 方 法 與 效 果 於 是 老 師 要 我 們 想 想 實 驗 設 計 可 以 創 新 與 改 進 之 處 這 時 候, 另 一 組 正 在 準 備 種 子 的 實 驗, 靈 機 一 動, 我 們 決 定 加 入 校 園 植 物 的 種 子 做 為 材 料 ; 另 一 方 面, 我 們 也 發 現 市 售 的 暖 暖 包 中 有 活 性 碳 或 竹 碳 成 分, 而 保 暖 衣 當 中 有 添 加 咖 啡 渣 成 分 的 保 暖 效 果 似 乎 不 錯 因 此, 自 製 暖 暖 包 若 能 加 入 咖 啡 渣, 或 許 會 有 意 想 不 到 的 效 果, 所 以 引 起 了 我 們 研 究 的 動 機 貳 研 究 目 的 一 探 討 不 同 成 分 及 重 量 下, 暖 暖 包 的 溫 度 變 化 情 形 二 探 討 不 同 材 質 ( 布 料 ) 下, 暖 暖 包 的 溫 度 變 化 情 形 三 探 討 成 分 在 不 同 形 態 ( 磨 粉 與 未 磨 粉 ) 下, 暖 暖 包 的 溫 度 變 化 情 形 四 探 討 成 分 加 入 咖 啡 渣 的 暖 暖 包 之 溫 度 變 化 情 形 五 探 討 其 他 材 料 環 保 暖 暖 包 之 溫 度 變 化 情 形 1

參 研 究 設 備 及 器 材 微 波 爐 電 子 磅 秤 酒 精 燈 陶 瓷 纖 維 網 三 腳 架 漏 斗 磨 豆 機 燒 杯 鋁 箔 紙 溫 度 計 針 和 線 計 時 器 剪 刀 米 紅 豆 綠 豆 黑 豆 黃 豆 台 灣 欒 樹 種 子 五 香 花 生 大 薏 仁 熟 大 麥 純 羊 毛 袋 純 棉 袋 棉 紗 袋 不 織 布 袋 暖 暖 包 袋 炭 化 後 咖 啡 渣 炒 過 的 咖 啡 渣 咖 啡 渣 2

肆 研 究 過 程 或 方 法 一 探 討 不 同 成 分 及 重 量 下, 暖 暖 包 的 溫 度 變 化 情 形 ( 一 ) 材 料 電 子 磅 秤 微 波 爐 溫 度 計 計 時 器 紅 豆 綠 豆 黑 豆 黃 豆 白 米 暖 暖 包 袋 ( 二 ) 方 法 1. 製 袋 市 售 暖 暖 包 袋 側 面 ( 短 邊 ) 剪 出 一 個 2cm 的 開 口 並 將 內 容 物 倒 出 2. 裝 袋 由 於 市 售 暖 暖 包 袋 重 量 約 54±5g, 扣 除 袋 重 大 約 50g 左 右, 故 以 50g 為 對 照 組, 以 100g 為 實 驗 組, 分 別 將 內 容 物 ( 紅 豆 綠 豆 黑 豆 黃 豆 白 米 ) 放 到 磅 秤 上 量 適 當 重 量 (50g/100g) 再 倒 入 袋 子 中 3. 微 波 將 溫 度 計 放 入 袋 子 中 測 量 初 始 溫 度 並 將 暖 暖 包 放 入 微 波 爐 微 波 1 分 鐘 4. 紀 錄 (1) 暖 暖 包 拿 出 微 波 爐, 每 隔 3 分 鐘 測 量 一 次 溫 度 並 紀 錄 15 分 鐘 溫 度 的 變 化 (2) 將 微 波 1 分 鐘 後 的 溫 度 減 去 微 波 後 15 分 鐘 溫 度, 除 以 15 算 出 平 均 每 分 鐘 下 降 的 溫 度 ( 三 ) 實 驗 紀 錄 1. 100 公 克 紅 豆 21 93 89 84 83 75 69 1.6 綠 豆 21 96 103 93 83 75 68 1.9 黑 豆 21 92 90 90 83 77 69 1.5 黃 豆 21 91 95 92 86 78 71 1.3 白 米 21 95 95 90 82 75 69 1.7 2. 50 公 克 紅 豆 18 87 69 57 47 41 36 3.4 綠 豆 18 93 88 73 62 53 46 3.1 黑 豆 18 75 77 70 62 55 47 1.9 黃 豆 18 84 78 69 58 49 38 3.1 白 米 18 91 89 76 63 51 37 3.6 100g 材 料 50g 材 料 3

( 四 ) 結 果 與 討 論 1. 裝 入 100 克 材 料 的 暖 暖 包 中, 黃 豆 下 降 均 溫 最 小, 故 保 溫 效 果 最 好 2. 裝 入 50 克 材 料 的 暖 暖 包 中, 黑 豆 下 降 均 溫 最 小, 故 保 溫 效 果 最 好 3. 裝 入 100 克 材 料 的 暖 暖 包 加 熱 1 分 鐘 後 的 溫 度 明 顯 比 50 克 的 暖 暖 包 高 4. 微 波 加 熱 時, 紅 豆 散 發 出 香 味 最 濃 5. 兩 種 重 量 的 暖 暖 包 以 100g 的 握 在 手 中 感 覺 比 較 舒 服 6. 根 據 現 行 國 家 標 準 規 定, 拋 棄 式 暖 暖 包 最 高 溫 度 不 可 超 過 70 度 ( 曾 慧 雯,2010), 就 實 驗 結 果 而 言,100 克 材 料 組 加 熱 1 分 鐘 後 皆 超 過 90 度 ; 而 50 克 材 料 組 中, 以 黑 豆 加 熱 1 分 鐘 後 最 接 近 70 度, 且 黑 豆 平 均 下 降 均 溫 只 有 1.9 度, 故 50g 黑 豆 做 為 暖 包 材 料 最 適 宜 二 探 討 不 同 材 質 ( 布 料 ) 下, 暖 暖 包 的 溫 度 變 化 情 形 ( 一 ) 材 料 電 子 磅 秤 微 波 爐 溫 度 計 計 時 器 紅 豆 綠 豆 黑 豆 黃 豆 白 米 暖 暖 包 袋 不 織 布 純 棉 棉 紗 純 羊 毛 衣 布 料 ( 二 ) 方 法 1. 製 袋 (1) 市 售 暖 暖 包 袋 側 面 ( 短 邊 ) 剪 出 一 個 2cm 的 開 口 並 將 內 容 物 倒 掉 備 用 (2) 使 用 針 線 將 不 織 布 純 棉 棉 紗 純 羊 毛 衣 等 布 料 縫 製 與 市 售 暖 暖 包 袋 相 同 大 小 (13 9.5cm) 的 袋 子, 並 與 頂 端 留 一 個 2cm 的 開 口 供 填 裝 內 容 物 使 用 2. 裝 袋 將 材 料 放 到 磅 秤 上 量 100g 再 倒 入 袋 子 中 3. 微 波 將 溫 度 計 放 入 袋 子 中 測 量 初 始 溫 度 並 將 暖 暖 包 放 入 微 波 爐 微 波 1 分 鐘 4. 紀 錄 (1) 暖 暖 包 拿 出 微 波 爐, 每 隔 3 分 鐘 測 量 一 次 溫 度 並 紀 錄 15 分 鐘 溫 度 的 變 化 (2) 將 微 波 1 分 鐘 後 的 溫 度 減 去 微 波 後 15 分 鐘 溫 度, 除 以 15 算 出 平 均 每 分 鐘 下 降 的 溫 度 ( 三 ) 實 驗 紀 錄 1. 暖 暖 包 袋 紅 豆 21 93 89 84 83 75 69 1.6 綠 豆 21 96 103 93 83 75 68 1.9 黑 豆 21 92 90 90 83 77 69 1.5 黃 豆 21 91 95 92 86 78 71 1.3 白 米 21 95 95 90 82 75 69 1.7 暖 暖 包 袋 的 平 均 下 降 均 溫 1.6 2. 純 羊 毛 袋 紅 豆 19 82 82 77 72 67 62 1.3 綠 豆 19 80 78 73 68 64 55 1.7 黑 豆 19 69 68 66 63 59 56 0.9 黃 豆 19 73 78 75 70 65 61 0.8 白 米 19 75 72 68 65 59 53 1.5 純 羊 毛 袋 的 平 均 下 降 均 溫 1.24 4

3. 不 織 布 袋 紅 豆 16 86 85 78 69 62 57 1.9 綠 豆 16 83 88 76 68 62 58 1.7 黑 豆 16 75 75 70 65 60 58 1.1 黃 豆 16 78 79 71 74 62 57 1.4 白 米 16 90 81 67 60 53 48 2.8 不 織 布 袋 的 平 均 下 降 均 溫 1.78 4. 棉 紗 袋 紅 豆 18 85 90 81 73 67 61 1.6 綠 豆 18 80 85 80 74 68 64 1.1 黑 豆 18 74 78 75 70 65 62 0.8 黃 豆 18 72 80 80 76 72 68 0.3 白 米 18 94 87 75 66 59 54 2.7 棉 紗 袋 的 平 均 下 降 均 溫 1.3 5. 純 棉 袋 紅 豆 19 85 87 78 69 63 57 1.9 綠 豆 19 93 85 78 70 64 59 2.3 黑 豆 19 88 93 83 75 69 64 1.6 黃 豆 19 89 90 82 75 69 64 1.7 白 米 19 87 88 77 69 62 57 2.0 純 棉 袋 的 平 均 下 降 均 溫 1.9 5

( 四 ) 結 果 與 討 論 1. 相 同 材 料 在 不 同 布 料 暖 暖 包 袋 的 保 溫 效 果 如 下 : (1) 紅 豆 : 純 羊 毛 袋 > 暖 暖 包 袋 = 棉 紗 袋 > 不 織 布 袋 = 純 棉 袋 (2) 綠 豆 : 棉 紗 袋 > 純 羊 毛 袋 = 不 織 布 袋 > 暖 暖 包 袋 = 純 棉 袋 (3) 黑 豆 : 棉 紗 袋 > 純 羊 毛 袋 > 不 織 布 袋 > 暖 暖 包 袋 > 純 棉 袋 (4) 黃 豆 : 棉 紗 袋 > 純 羊 毛 袋 > 暖 暖 包 袋 > 不 織 布 袋 > 純 棉 袋 (5) 白 米 : 純 羊 毛 袋 > 暖 暖 包 袋 > 純 棉 袋 > 棉 紗 袋 > 不 織 布 袋 故 純 羊 毛 袋 與 棉 紗 袋 保 溫 效 果 最 佳 2. 不 同 材 料 在 相 同 布 料 暖 暖 包 袋 的 保 溫 效 果 如 下 : (1) 暖 暖 包 袋 : 黃 豆 > 黑 豆 > 紅 豆 > 白 米 > 綠 豆 (2) 純 羊 毛 袋 : 黃 豆 > 黑 豆 > 紅 豆 > 白 米 > 綠 豆 (3) 不 織 布 袋 : 黑 豆 > 黃 豆 > 綠 豆 > 紅 豆 > 白 米 (4) 棉 紗 袋 : 黃 豆 > 黑 豆 > 綠 豆 > 紅 豆 > 白 米 (5) 純 棉 袋 : 黑 豆 > 黃 豆 > 紅 豆 > 白 米 > 綠 豆 故 黃 豆 與 黑 豆 保 溫 效 果 最 佳 3. 從 不 同 布 料 的 平 均 下 降 均 溫 中 可 推 測 其 保 溫 效 果 為 : 純 羊 毛 袋 > 棉 紗 袋 > 暖 暖 包 袋 > 不 織 布 袋 > 純 棉 袋, 故 純 羊 毛 袋 的 保 溫 效 果 最 好 三. 探 討 成 分 在 不 同 形 態 ( 磨 粉 與 未 磨 粉 ) 下, 暖 暖 包 的 溫 度 變 化 情 形 ( 一 ) 材 料 電 子 磅 秤 微 波 爐 溫 度 計 計 時 器 紅 豆 綠 豆 黑 豆 黃 豆 白 米 暖 暖 包 袋 ( 二 ) 方 法 1. 磨 粉 各 種 豆 子 放 入 磨 豆 機 磨 碎 至 細 末 狀 2. 裝 袋 將 材 料 放 到 磅 秤 上 量 100g 再 倒 入 袋 子 中 3. 微 波 將 溫 度 計 放 入 袋 子 中 測 量 初 始 溫 度 並 將 暖 暖 包 放 入 微 波 爐 微 波 1 分 鐘 4. 紀 錄 (1) 暖 暖 包 拿 出 微 波 爐, 每 隔 3 分 鐘 測 量 一 次 溫 度 並 紀 錄 15 分 鐘 溫 度 的 變 化 (2) 將 微 波 1 分 鐘 後 的 溫 度 減 去 微 波 後 15 分 鐘 溫 度, 除 以 15 算 出 平 均 每 分 鐘 下 降 的 溫 度 ( 三 ) 實 驗 紀 錄 1. 無 磨 粉 紅 豆 21 93 89 84 83 75 69 1.6 綠 豆 21 96 103 93 83 75 68 1.9 黑 豆 21 92 90 90 83 77 69 1.5 黃 豆 21 91 95 92 86 78 71 1.3 白 米 21 95 95 90 82 75 69 1.7 材 料 未 磨 粉 的 平 均 下 降 均 溫 1.6 6

2. 有 磨 粉 紅 豆 20 89 84 75 68 61 56 2.2 綠 豆 20 90 87 78 70 63 58 2.1 黑 豆 20 94 90 80 71 65 60 2.3 黃 豆 20 96 95 84 75 68 62 2.3 白 米 20 95 90 79 70 64 58 2.5 材 料 有 磨 粉 的 平 均 下 降 均 溫 2.28 無 磨 粉 有 磨 粉 ( 四 ) 結 果 與 討 論 1. 材 料 未 磨 粉 的 保 溫 效 果 比 有 磨 粉 的 保 溫 效 果 佳 2. 磨 粉 的 時 候, 剛 開 始 使 用 缽 和 杵 磨 粉, 由 於 種 皮 非 常 硬, 光 是 敲 碎 豆 子 就 非 常 耗 時 耗 力, 後 來 改 用 研 磨 咖 啡 豆 用 的 電 動 磨 豆 機, 磨 起 來 輕 鬆 省 時, 磨 出 來 的 粉 末 也 非 常 均 勻 四. 探 討 成 分 加 入 咖 啡 渣 的 暖 暖 包 之 溫 度 變 化 情 形 ( 一 ) 材 料 電 子 磅 秤 微 波 爐 酒 精 燈 陶 瓷 纖 維 網 鋁 箔 紙 溫 度 計 計 時 器 紅 豆 綠 豆 黑 豆 黃 豆 白 米 咖 啡 渣 ( 碳 化 / 未 碳 化 ) 暖 暖 包 袋 ( 二 ) 方 法 1. 製 備 碳 化 咖 啡 渣 (1) 炒 咖 啡 渣 將 咖 啡 渣 放 入 鍋 子 裡 面 炒 乾, 降 溫 後 放 入 密 封 罐 保 存 (2) 碳 化 咖 啡 渣 將 炒 過 的 咖 啡 渣 用 鋁 箔 紙 包 起, 放 置 於 酒 精 燈 上 加 熱, 以 乾 餾 法 進 行 隔 氧 碳 化, 待 冷 卻 後, 剝 開 鋁 箔 紙 取 出 碳 化 完 成 的 咖 啡 渣 7

2. 製 作 暖 暖 包 (1) 製 袋 市 售 暖 暖 包 袋 側 面 ( 短 邊 ) 剪 出 一 個 2cm 的 開 口 並 將 內 容 物 倒 出 (2) 裝 袋 將 各 種 豆 子 和 咖 啡 渣 分 別 秤 量 50g, 混 和 均 勻 後 倒 入 袋 子 中 (3) 微 波 將 溫 度 計 放 入 袋 子 中 測 量 初 始 溫 度 並 將 暖 暖 包 放 入 微 波 爐 微 波 1 分 鐘 (4) 紀 錄 A 暖 暖 包 拿 出 微 波 爐, 每 隔 3 分 鐘 測 量 一 次 溫 度 並 紀 錄 15 分 鐘 溫 度 的 變 化 B 將 微 波 1 分 鐘 後 的 溫 度 減 去 微 波 後 15 分 鐘 溫 度, 除 以 15 算 出 平 均 每 分 鐘 下 降 的 溫 度 ( 三 ) 實 驗 紀 錄 1. 材 料 未 加 咖 啡 渣 紅 豆 21 93 89 84 83 75 69 1.6 綠 豆 21 96 103 93 83 75 68 1.9 黑 豆 21 92 90 90 83 77 69 1.5 黃 豆 21 91 95 92 86 78 71 1.3 白 米 21 95 95 90 82 75 69 1.7 平 均 21 93.4 94.4 89.8 83.4 76 69.2 1.6 2. 材 料 加 入 咖 啡 渣 紅 豆 19 96 93 84 76 71 66 2.0 綠 豆 19 91 90 85 82 77 72 1.3 黑 豆 19 93 95 91 86 82 77 1.1 黃 豆 19 97 92 85 79 73 68 1.9 白 米 19 97 95 89 84 79 74 1.5 平 均 19 94.8 93 87.5 81.4 76.4 71.4 1.56 3. 純 咖 啡 渣 (50g) 未 碳 化 咖 啡 渣 21 85 77 65 58 52 48 2.5 碳 化 後 咖 啡 渣 18 33 42 41 38 36 33 0 未 加 咖 啡 渣 的 材 料 加 咖 啡 渣 的 材 料 8

( 四 ) 結 果 與 討 論 1. 材 料 加 入 咖 啡 渣 微 波 1 分 鐘 後 的 初 始 溫 度 高 於 材 料 未 加 咖 啡 渣 的 初 始 溫 度 2. 材 料 加 入 咖 啡 渣 加 熱 後 15 分 鐘 的 均 溫 也 比 材 料 未 加 咖 啡 渣 的 溫 度 高 3. 有 加 咖 啡 渣 的 材 料 平 均 降 溫 (1.56 ) 比 未 加 咖 啡 渣 的 平 均 降 溫 (1.6 ) 低, 故 有 加 咖 啡 渣 的 材 料 保 溫 效 果 比 較 好 4. 原 本 要 採 用 100g 的 未 碳 化 與 探 化 咖 啡 渣 做 比 較, 材 料 準 備 過 程 中 發 現 碳 化 後 的 咖 啡 渣 質 量 變 輕, 暖 暖 包 袋 無 法 裝 入 100g 的 碳 化 咖 啡 渣, 故 改 用 50g 來 做 比 較 5. 碳 化 後 的 咖 啡 渣 15 分 鐘 內 的 下 降 均 溫 為 0, 故 保 溫 效 果 非 常 好 6. 碳 化 後 的 咖 啡 渣 微 波 加 熱 1 分 鐘 後 的 初 始 溫 度 上 升 效 果 並 不 佳, 可 能 是 未 來 研 究 需 討 論 改 進 之 處 7. 使 用 乾 餾 法 製 備 碳 化 咖 啡 渣 的 方 法 中, 根 據 黃 湲 連 芸 晨 范 晉 睿 (2012) 研 製 咖 啡 渣 活 性 炭 的 實 驗 指 出, 採 用 鋁 箔 包 覆 咖 啡 渣 在 酒 精 燈 上 製 備 的 方 式 優 點 為 方 便 包 裝 實 驗 室 現 成 設 備 無 須 再 採 購 ; 缺 點 為 是 容 易 破 裂, 導 致 咖 啡 渣 掉 出 或 接 觸 氧 氣 而 失 敗 但 考 量 現 成 設 備 因 素, 且 僅 需 要 製 備 少 量 咖 啡 渣 即 可, 故 仍 決 定 採 用 上 述 方 式 製 備, 然 後 剔 除 失 敗 成 品, 取 用 碳 化 成 功 的 咖 啡 渣 來 使 用 碳 化 失 敗 成 品 碳 化 成 功 成 品 9

五 探 討 其 他 材 料 環 保 暖 暖 包 之 溫 度 變 化 情 形 ( 一 ) 材 料 電 子 磅 秤 微 波 爐 溫 度 計 計 時 器 紅 豆 綠 豆 黑 豆 黃 豆 白 米 五 香 花 生 台 灣 欒 樹 大 薏 仁 熟 大 麥 暖 暖 包 袋 ( 二 ) 方 法 1. 製 袋 市 售 暖 暖 包 袋 側 面 ( 短 邊 ) 剪 出 一 個 2cm 的 開 口 並 將 內 容 物 倒 掉 備 用 2. 裝 袋 將 各 種 材 料 分 別 秤 量 50g, 倒 入 袋 子 中 3. 微 波 將 溫 度 計 放 入 袋 子 中 測 量 初 始 溫 度 並 將 暖 暖 包 放 入 微 波 爐 微 波 1 分 鐘 4. 紀 錄 (1) 暖 暖 包 拿 出 微 波 爐, 每 隔 3 分 鐘 測 量 一 次 溫 度 並 紀 錄 15 分 鐘 溫 度 的 變 化 (2) 將 微 波 1 分 鐘 後 的 溫 度 減 去 微 波 後 15 分 鐘 溫 度, 除 以 15 算 出 平 均 每 分 鐘 下 降 的 溫 度 ( 三 ) 實 驗 紀 錄 1. 對 照 組 紅 豆 18 87 69 57 47 41 36 3.4 綠 豆 18 93 88 73 62 53 46 3.1 黑 豆 18 75 77 70 62 55 47 1.9 黃 豆 18 84 78 69 58 49 38 3.1 白 米 18 91 89 76 63 51 37 3.6 2. 實 驗 組 台 灣 欒 樹 18 88 75 69 61 54 45 2.9 熟 大 麥 23 85 90 83 75 66 59 1.7 大 薏 仁 23 89 82 71 61 53 47 2.8 五 香 花 生 23 67 71 68 62 56 50 1.1 10

其 他 材 料 ( 四 ) 結 果 與 討 論 1. 台 灣 欒 樹 種 子 和 大 薏 仁 的 保 溫 效 果 比 黑 豆 差, 但 比 紅 豆 綠 豆 黃 豆 和 白 米 都 好 2. 熟 大 麥 和 五 香 花 生 的 保 溫 效 果 比 對 照 組 中 的 暖 暖 包 還 好 3. 根 據 現 行 國 家 標 準 規 定, 拋 棄 式 暖 暖 包 最 高 溫 度 不 可 超 過 70 度, 就 實 驗 結 果 而 言, 以 五 香 花 生 加 熱 1 分 鐘 後 最 接 近 70 度, 且 五 香 花 生 平 均 下 降 均 溫 只 有 1.1 度, 保 溫 效 果 非 常 好, 故 五 香 花 生 做 為 暖 包 材 料 最 適 宜 4. 五 香 花 生 和 台 灣 欒 樹 在 微 波 完 後 會 有 類 似 爆 米 花 的 香 味 11

伍 研 究 結 果 一 探 討 不 同 成 分 及 重 量 下, 暖 暖 包 的 溫 度 變 化 情 形 1. 以 黃 豆 製 的 100 克 暖 暖 包 保 溫 效 果 最 好 2. 以 黑 豆 製 的 50 克 暖 暖 包 保 溫 效 果 最 好 3. 以 黑 豆 加 熱 1 分 鐘 後 最 接 近 70 度, 且 黑 豆 平 均 下 降 均 溫 只 有 1.9 度, 故 50g 黑 豆 做 為 暖 包 材 料 最 適 宜 二 探 討 不 同 材 質 ( 布 料 ) 下, 暖 暖 包 的 溫 度 變 化 情 形 1. 相 同 材 料 在 不 同 布 料 暖 暖 包 袋 的 保 溫 效 果 如 下 : (1) 紅 豆 : 純 羊 毛 袋 > 暖 暖 包 袋 = 棉 紗 袋 > 不 織 布 袋 = 純 棉 袋 (2) 綠 豆 : 棉 紗 袋 > 純 羊 毛 袋 = 不 織 布 袋 > 暖 暖 包 袋 = 純 棉 袋 (3) 黑 豆 : 棉 紗 袋 > 純 羊 毛 袋 > 不 織 布 袋 > 暖 暖 包 袋 > 純 棉 袋 (4) 黃 豆 : 棉 紗 袋 > 純 羊 毛 袋 > 暖 暖 包 袋 > 不 織 布 袋 > 純 棉 袋 (5) 白 米 : 純 羊 毛 袋 > 暖 暖 包 袋 > 純 棉 袋 > 棉 紗 袋 > 不 織 布 袋 故 純 羊 毛 袋 與 棉 紗 袋 保 溫 效 果 最 佳 2. 不 同 材 料 在 相 同 布 料 暖 暖 包 袋 的 保 溫 效 果 如 下 : (1) 暖 暖 包 袋 : 黃 豆 > 黑 豆 > 紅 豆 > 白 米 > 綠 豆 (2) 純 羊 毛 袋 : 黃 豆 > 黑 豆 > 紅 豆 > 白 米 > 綠 豆 (3) 不 織 布 袋 : 黑 豆 > 黃 豆 > 綠 豆 > 紅 豆 > 白 米 (4) 棉 紗 袋 : 黃 豆 > 黑 豆 > 綠 豆 > 紅 豆 > 白 米 (5) 純 棉 袋 : 黑 豆 > 黃 豆 > 紅 豆 > 白 米 > 綠 豆 故 黃 豆 與 黑 豆 保 溫 效 果 最 佳 3. 從 不 同 布 料 的 平 均 下 降 均 溫 中 可 推 測 其 保 溫 效 果 為 : 純 羊 毛 袋 > 棉 紗 袋 > 暖 暖 包 袋 > 不 織 布 袋 > 純 棉 袋, 故 純 羊 毛 袋 的 保 溫 效 果 最 好 三 探 討 成 分 在 不 同 形 態 ( 磨 粉 與 未 磨 粉 ) 下, 暖 暖 包 的 溫 度 變 化 情 形 1. 未 磨 粉 的 保 溫 效 果 比 有 磨 粉 的 保 溫 效 果 佳 四 探 討 成 分 加 入 咖 啡 渣 的 暖 暖 包 之 溫 度 變 化 情 形 1. 加 入 咖 啡 渣 的 暖 暖 包 微 波 1 分 鐘 後 的 初 始 溫 度 高 於 未 加 咖 啡 渣 的 初 始 溫 度 2. 加 入 咖 啡 渣 的 暖 暖 包 加 熱 後 15 分 鐘 的 均 溫 高 於 未 加 咖 啡 渣 的 均 溫 3. 有 加 咖 啡 渣 的 材 料 平 均 降 溫 (1.56 ) 比 未 加 咖 啡 渣 的 平 均 降 溫 (1.6 ) 低, 故 有 加 咖 啡 渣 的 材 料 保 溫 效 果 比 較 好 4. 碳 化 後 的 咖 啡 渣 15 分 鐘 內 的 下 降 均 溫 為 0, 故 保 溫 效 果 非 常 好 五 探 討 其 他 材 料 環 保 暖 暖 包 之 溫 度 變 化 情 形 1. 台 灣 欒 樹 種 子 和 大 薏 仁 的 保 溫 效 果 比 黑 豆 差, 但 比 紅 豆 綠 豆 黃 豆 和 白 米 都 好 2. 熟 大 麥 和 五 香 花 生 的 保 溫 效 果 比 對 照 組 中 的 暖 暖 包 還 好 3. 根 據 現 行 國 家 標 準 規 定, 拋 棄 式 暖 暖 包 最 高 溫 度 不 可 超 過 70 度, 就 實 驗 結 果 而 言, 以 五 香 花 生 加 熱 1 分 鐘 後 最 接 近 70 度, 且 五 香 花 生 平 均 下 降 均 溫 只 有 1.1 度, 保 溫 效 果 非 常 好, 故 五 香 花 生 做 為 暖 包 材 料 最 適 宜 12

陸 討 論 一 許 多 文 章 雜 誌 都 建 議 用 紅 豆, 與 我 們 的 實 驗 結 果 不 符 我 們 推 測 可 能 是 因 為 紅 豆 在 微 波 完 後 會 有 濃 郁 的 香 氣, 而 且 台 北 市 立 聯 合 醫 院 中 醫 科 主 任 蔡 文 興 表 示 ( 康 健 雜 誌 134 期 ), 紅 豆 加 熱 後 的 香 味 具 有 鎮 定 安 神 效 果, 能 夠 幫 助 入 睡 所 以 最 常 被 推 薦 使 用 二 實 驗 結 果 發 現 純 羊 毛 衣 布 料 作 為 暖 暖 包 的 保 溫 效 果 最 好 但 我 們 比 較 的 材 料 不 多, 未 來 實 驗 我 們 認 為 還 可 加 入 咖 啡 紗 保 暖 衣 麻 布 羽 絨 衣 蠶 絲 等 三 磨 粉 的 時 候, 剛 開 始 使 用 缽 和 杵 磨 粉, 由 於 種 皮 非 常 硬, 光 是 敲 碎 豆 子 就 非 常 耗 時 耗 力, 後 來 改 用 研 磨 咖 啡 豆 用 的 電 動 磨 豆 機, 磨 起 來 輕 鬆 省 時, 磨 出 來 的 粉 末 也 非 常 均 勻 四 在 進 行 咖 啡 渣 做 為 暖 暖 包 材 料 的 實 驗 時, 我 們 將 未 磨 粉 的 豆 子 加 入 咖 啡 渣, 保 溫 效 果 雖 然 比 未 加 入 咖 啡 渣 的 好, 但 差 異 非 常 小 ; 經 過 討 論 後, 我 們 認 為 或 許 將 豆 子 磨 粉 之 後 再 加 入 咖 啡 渣 混 合 後 可 能 可 以 改 善 效 果 五 內 容 物 只 放 咖 啡 渣 的 實 驗 進 行 時, 原 本 要 採 用 100g 未 碳 化 咖 啡 渣 與 碳 化 咖 啡 渣 做 比 較, 但 材 料 準 備 過 程 中 發 現 碳 化 後 的 咖 啡 渣 質 量 變 輕, 暖 暖 包 袋 無 法 裝 入 100g 的 碳 化 咖 啡 渣, 故 改 用 50g 來 做 比 較 六 碳 化 後 的 咖 啡 渣 微 波 加 熱 1 分 鐘 後 的 初 始 溫 度 上 升 不 高, 但 15 分 鐘 的 下 降 均 溫 為 0, 表 示 保 溫 效 果 很 好 或 許 能 藉 由 加 入 微 波 後 的 溫 度 在 70 左 右 的 材 料 混 合 碳 化 後 的 咖 啡 渣 來 改 善 上 述 缺 點, 這 點 是 未 來 研 究 需 討 論 改 進 之 處 七 使 用 乾 餾 法 製 備 碳 化 咖 啡 渣 的 方 法 中, 根 據 黃 湲 連 芸 晨 范 晉 睿 (2012) 研 製 咖 啡 渣 活 性 碳 的 實 驗 指 出, 採 用 鋁 箔 紙 包 覆 咖 啡 渣 在 酒 精 燈 上 製 備 的 方 法, 優 點 為 方 便 包 裝 和 實 驗 室 現 成 設 備 無 須 再 購 買 ; 缺 點 是 容 易 破 裂 和 導 致 咖 啡 渣 掉 出 接 觸 氧 氣 而 失 敗 但 考 量 現 成 設 備 因 素, 而 且 只 需 要 製 備 少 量 咖 啡 渣 即 可 故 仍 決 定 採 用 上 述 方 式 製 備, 然 後 剔 除 失 敗 品, 取 用 碳 化 成 功 的 咖 啡 渣 來 使 用 八 我 們 用 的 咖 啡 渣 雖 然 經 過 碳 化, 但 未 再 活 化 成 活 性 碳, 未 來 再 可 加 入 活 性 碳 來 實 驗 並 比 較 其 保 溫 效 果 九 我 們 在 經 過 多 次 的 實 驗 之 後 發 現 : 每 一 組 的 實 驗 保 溫 效 果 最 好 幾 乎 都 是 黑 豆 或 黃 豆 ; 又 發 現, 磨 粉 的 綠 豆 在 實 驗 完 之 後, 暖 暖 包 內 部 的 粉 都 結 塊 了, 而 磨 粉 後 保 溫 效 果 最 好 的 就 是 綠 豆! 於 是 我 們 就 想 這 種 結 果 是 不 是 和 內 容 物 的 顆 粒 大 小 有 關? 之 後 我 們 就 拿 了 有 大 有 小 的 種 子 來 做 實 驗, 後 來 我 們 發 現 其 他 的 種 子 也 會 有 這 種 變 化 所 以 最 後 我 們 猜 想 : 在 相 同 的 重 量 下, 內 容 物 顆 粒 愈 大 ( 表 面 積 較 小 ) 的 時 候 溫 度 傳 遞 到 外 部 的 速 度 就 愈 慢 ; 當 內 容 物 顆 粒 愈 小 ( 表 面 積 較 大 ) 的 時 候 溫 度 傳 遞 到 外 部 的 速 度 就 愈 快 十 所 有 材 料 中, 保 溫 效 果 最 好 的 為 碳 化 咖 啡 渣, 其 次 為 黑 豆 加 碳 化 咖 啡 渣 以 及 五 香 花 生 推 測 前 二 者 保 溫 效 果 好 可 能 是 因 為 黑 色 比 較 容 易 吸 熱, 而 五 香 花 生 則 是 油 脂 含 量 最 高 的 材 料 13

柒 結 論 根 據 結 果 與 討 論, 我 們 歸 納 出 以 下 結 論 : 一 下 降 均 溫 大 時 保 溫 效 果 較 不 好 ; 當 下 降 均 溫 小 時 保 溫 效 果 較 好 二 以 不 同 材 料 比 較, 在 原 本 的 五 種 材 料 中, 黃 豆 與 黑 豆 保 溫 效 果 最 佳 ; 在 其 他 材 料 中, 保 溫 效 果 最 好 的 為 五 香 花 生 三 在 所 有 的 材 料 中, 保 溫 效 果 最 好 的 是 碳 化 咖 啡 渣, 其 次 為 黑 豆 加 碳 化 咖 啡 渣 以 及 五 香 花 生 推 測 前 二 者 保 溫 效 果 好 可 能 是 因 為 黑 色 比 較 容 易 吸 熱, 而 五 香 花 生 則 是 油 脂 含 量 最 高 的 材 料 四 不 同 重 量 的 內 容 物 比 較, 以 100g 的 黃 豆 和 50g 的 黑 豆 做 為 暖 暖 包 材 料 最 適 宜 五 考 量 微 波 後 的 溫 度 變 化 比 較, 以 50g 的 黑 豆 五 香 花 生 做 為 暖 暖 包 材 料 最 適 宜, 因 為 黑 豆 和 五 香 花 生 的 初 始 溫 度 最 接 近 70 度 ;;50g 的 碳 化 咖 啡 渣 也 適 合 做 暖 暖 包 的 材 料, 因 為 碳 化 咖 啡 渣 的 下 降 均 溫 為 0, 但 碳 化 咖 啡 渣 微 波 1 分 鐘 後 的 溫 度 上 升 效 果 並 不 佳, 且 材 料 加 入 咖 啡 渣 溫 度 高 於 材 料 未 加 咖 啡 渣 的 溫 度, 故 以 黑 豆 加 咖 啡 渣 做 為 暖 暖 包 材 料 最 適 宜 六 以 外 包 裝 不 同 材 質 做 比 較, 純 羊 毛 袋 保 溫 效 果 最 好 七 以 內 容 物 不 同 狀 態 做 比 較, 材 料 未 磨 粉 的 保 溫 效 果 比 有 磨 粉 的 保 溫 效 果 佳 綜 上 所 述, 自 製 環 保 暖 暖 包 時, 建 議 內 容 物 選 用 黑 豆 加 碳 化 咖 啡 渣 或 五 香 花 生 等 材 料 ; 外 袋 則 可 選 用 純 羊 毛 袋 或 棉 紗 袋, 以 達 到 最 佳 的 保 溫 效 果 14

捌 參 考 資 料 及 其 他 好 頭 腦 文 教 (2013) 穀 物 暖 暖 包 少 年 牛 頓 雜 誌,101,42-49 張 凱 傑 (2005) 熱 化 學 之 極 致 暖 暖 包 中 華 民 國 第 45 屆 中 小 學 科 學 展 覽 會 作 品 說 明 書 曾 慧 雯 (2010) 保 暖 4 大 招, 再 教 你 自 製 紅 豆 暖 暖 包 康 健 雜 誌,134 取 自 : http://www.commonhealth.com.tw/article/articleaction?id=5015125&page=1 黃 湲 連 芸 晨 范 晉 睿 (2012) 咖 啡 王 子 一 號 店 ~ 研 製 咖 啡 渣 活 性 碳 中 華 民 國 第 52 屆 中 小 學 科 學 展 覽 會 作 品 說 明 書 黃 詩 瑜 林 豐 善 蔡 佳 蓁 王 彩 禎 張 庭 瑜 (2011) 愛 不 釋 手 自 製 環 保 暖 暖 包 保 暖 效 果 的 研 究 中 華 民 國 第 51 屆 中 小 學 科 學 展 覽 會 作 品 說 明 書 15