李恩立

？研究原因及目的

雖然我長(zhǎng)得高瘦，但是我很怕熱，尤其是在夏天，真想天天開(kāi)冷氣。我知道冷氣機(jī)耗電量大，是家居生活中總用電量最高的電器之一，如果大家都經(jīng)常開(kāi)冷氣，便會(huì)加劇溫室效應(yīng)的形成，導(dǎo)致全球暖化等問(wèn)題?？上КF(xiàn)時(shí)耗電量只有冷氣機(jī)二十分之一的電風(fēng)扇又不夠涼快。

有一天，我把紙巾放在電風(fēng)扇后，發(fā)現(xiàn)紙巾被風(fēng)扇吸住，緊貼著風(fēng)扇，那么我推想把冰放在風(fēng)扇后面，風(fēng)扇會(huì)否把涼風(fēng)吹出來(lái)呢？后來(lái)知道電風(fēng)扇在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，扇葉后方的空氣會(huì)被推動(dòng)向前，風(fēng)就吹出來(lái)。如果空氣很熱，吹出來(lái)的風(fēng)也熱。那么我想把自制冰放在風(fēng)扇后面，吹出來(lái)的風(fēng)會(huì)更涼快，形成“升級(jí)”風(fēng)扇。

另外，要額外購(gòu)買(mǎi)市面上的環(huán)保冰，不但增添垃圾，又浪費(fèi)金錢(qián)。所以，我想以垃圾研究成天然自制的環(huán)保冰，放在風(fēng)扇后面，形成“升級(jí)”風(fēng)扇，既可減少使用冷氣，又不用額外買(mǎi)保冷劑，是省電、省錢(qián)、省資源的好方法。

？研究過(guò)程與方法

？ 實(shí)驗(yàn)材料

市面上的保冷劑直接放入冰箱冷凍室冷凍8？12個(gè)小時(shí)，保冷劑凝結(jié)后就可使用。

自制環(huán)保冰，包括鹽水冰、純清水冰、柚皮果膠冰、橙皮果膠冰、加鹽橙皮果膠冰和加糖橙皮果膠冰，見(jiàn)圖1。

制作果膠冰的方法是這樣的：將新鮮的或干燥保存的柑橘皮（柚子皮也可）剪成直徑約5mm的碎粒；水與果皮粒按1∶1重量混合，置于沸水中以慢火煮10分鐘，熄火，留在熱水中靜置30分鐘；將果膠倒在紗布中過(guò)濾，壓出汁液。榨出的汁液雪藏后即可制造環(huán)保冰。一般家庭的冰箱24小時(shí)開(kāi)動(dòng)，把果膠放入冰箱冷藏，不會(huì)浪費(fèi)太多電力。

實(shí)驗(yàn)用到的輔助器材有磅秤、紅外線測(cè)溫儀、盛水膠盒、軟尺、定時(shí)器等。？ 制作“升級(jí)”風(fēng)扇

裁剪6個(gè)膠瓶作盛水器皿，2個(gè)膠瓶盛果膠冰。把2個(gè)盛水器皿疊起，果膠冰瓶倒轉(zhuǎn)插入，做成2座果膠冰柱，放在30W風(fēng)扇后，形成“升級(jí)”風(fēng)扇，見(jiàn)圖2。

從多次測(cè)試的結(jié)果中可以看出，無(wú)論是雪藏8小時(shí)、12小時(shí)或超過(guò)24小時(shí)，各種冰在室溫下大比拼時(shí)，橙皮和柚皮果膠冰的溫度開(kāi)始并不是最低，但比純清水冰低，而與市面上購(gòu)買(mǎi)的保冷劑相近。在冰從冰箱取出60分鐘至180分鐘后，橙皮和柚皮果膠冰的溫度仍能保持冰凍，在每次測(cè)試時(shí)橙皮或柚皮果膠冰的平均溫度也都是最低的，而且橙皮或柚皮果膠冰的出水量又比純清水冰低。所以我就采用果膠冰作為風(fēng)扇升級(jí)的主要原料。

？ 測(cè)試“升級(jí)”風(fēng)扇的效能

？比較測(cè)量手臂上的皮膚在室溫下、在風(fēng)扇下和在“升級(jí)”風(fēng)扇下（把果膠冰放在風(fēng)扇后）表面溫度的差別，見(jiàn)圖4。實(shí)驗(yàn)時(shí)，把風(fēng)扇放在室內(nèi)同一位置，在與風(fēng)扇距離10？cm、30？cm、50？cm、70？cm、90？cm和110？cm的位置設(shè)置記號(hào)；設(shè)3個(gè)不同的測(cè)量條件：手部皮膚在室溫下不開(kāi)風(fēng)扇、普通風(fēng)扇吹1分鐘和“升級(jí)”風(fēng)扇吹1分鐘；讓手移到各設(shè)置記號(hào)的位置，然后分別測(cè)量手部皮膚表面溫度3次，取其平均值。每次測(cè)量后，自制冰會(huì)保持冷藏，1分鐘后，自制冰再取出，讓手移到下一個(gè)位置，然后測(cè)量溫度，記錄測(cè)量結(jié)果后列表及繪圖。

？在8小時(shí)內(nèi)，每過(guò)30分鐘，比較測(cè)量腳部皮膚表面在室溫下和“升級(jí)”風(fēng)扇下（把果膠冰放在風(fēng)扇后）溫度的差別。實(shí)驗(yàn)條件分別為：人靜坐在室溫下和與坐在距離風(fēng)扇50？cm的位置，分別測(cè)量不同時(shí)間腳部皮膚表面的溫度，記錄后列表并繪圖。

？在測(cè)試“升級(jí)”風(fēng)扇的溫度時(shí)，在1分鐘時(shí)間內(nèi)，使用“升級(jí)”風(fēng)扇后，皮膚表面溫度比室溫下的皮膚表面溫度最多可降低3.6℃，平均下降2.3℃；比一般風(fēng)扇下的皮膚表面溫度最多可降低2.5℃，平均下降1.4℃。在8小時(shí)內(nèi)的連續(xù)測(cè)量結(jié)果表明，使用“升級(jí)”風(fēng)扇后，皮膚表面溫度比室溫下的皮膚表面溫度最多降低了3.9℃，平均降低了3.2℃，至450分鐘后，溫度才有些微上升，更證明“升級(jí)”風(fēng)扇的效能很好。所以，實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以證明“升級(jí)”風(fēng)扇比一般風(fēng)扇降溫更有效，持久力更強(qiáng)。

？結(jié)論與建議

在每一種條件下測(cè)量后，自制冰要放回冰箱1分鐘后再取出。這樣做的目的是減少自制冰因連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間放置室內(nèi)而升溫，并且也可讓皮膚溫度適應(yīng)室溫后，重新測(cè)量溫度，確保每次測(cè)量均能得到準(zhǔn)確的結(jié)果。

在測(cè)試“升級(jí)”風(fēng)扇的效能時(shí)，我不斷改良測(cè)試的方法，試過(guò)用木頭、金屬、衣服等，最后決定直接在人的皮膚上測(cè)試，因?yàn)轱L(fēng)扇的主要使用對(duì)象是人。為了排除人的心情變化或身體活動(dòng)導(dǎo)致體溫上升的因素，需要測(cè)試者靜坐，以求得到準(zhǔn)確的測(cè)試結(jié)果。

？ 提升果膠冰效用的方向

制造“升級(jí)”風(fēng)扇時(shí)，為了讓果膠冰更貼近風(fēng)扇后方，試過(guò)用水泡、入水啞鈴、膠瓶等作為盛放果膠冰的器皿，最后才決定采用1.5？L膠瓶作果膠冰柱。加上重疊瓶底，是為了盛接滴水，防止出水導(dǎo)致地板濕滑及影響電器安全。

從測(cè)試結(jié)果可見(jiàn)，果膠冰用了約2個(gè)月后，效能開(kāi)始減弱，所以果膠冰應(yīng)2個(gè)月左右更換一次。另外，在網(wǎng)上查閱資料得知不少攝取果膠的方法，但由于技術(shù)有限，自己只能用很簡(jiǎn)單的方法攝取，如將來(lái)懂得更好的方法，能夠提取更高濃度的果膠，可能果膠冰的冷凍及持久能力會(huì)更好，“升級(jí)”風(fēng)扇的性能會(huì)更高。

？ “升級(jí)”風(fēng)扇效能的體驗(yàn)

現(xiàn)在，我會(huì)在睡覺(jué)時(shí)使用“升級(jí)”風(fēng)扇，以便更快入睡。比起開(kāi)冷氣機(jī)，這樣既節(jié)省了電力，起床后也不會(huì)因整夜開(kāi)冷氣令自己口干。除此之外，果膠冰甚至可放入保鮮袋或小膠瓶中雪藏，結(jié)冰后，放入布袋中，出入攜帶，更加涼快！

“升級(jí)”風(fēng)扇確實(shí)能令人更涼快，大家可多采用“升級(jí)”風(fēng)扇，替代開(kāi)冷氣，體驗(yàn)省電、省錢(qián)、省資源的優(yōu)質(zhì)生活。

？感想

我覺(jué)得參加這個(gè)科學(xué)比賽獲益良多，不但學(xué)習(xí)了不少有關(guān)冰的知識(shí)，認(rèn)識(shí)到果膠的奇妙，而且發(fā)明了“升級(jí)”風(fēng)扇，讓人享受到更舒適的生活，實(shí)在很興奮。雖然在探究的過(guò)程中，特別是在選擇冰種和測(cè)試“升級(jí)”風(fēng)扇的效能時(shí)都遇到了一些困難，但我都一一克服了。參加這個(gè)比賽讓我學(xué)會(huì)了忍耐和不灰心。