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噴射火箭-可樂沖天炮

指導教師:林裕峰主任、陳霖老師

報告人:6年1班第4組

組員:莊昀庭、唐浩喆、林守志、藍翊瑄、陳俐璇、曹婕妮

By 601 team 4

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大綱

一、小組成員與工作負責介紹

二、研究動機

三、研究目的

四、研究方法

五、相關資料整理

六、研究發現

七、結果與建議

八、參考資料

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一、小組成員與工作負責介紹

小組長莊昀庭:資料蒐集、簡報製作

唐浩喆:問卷設計、實驗設計、實驗數據整理

林守志:拍照、攝影

藍翊瑄:問卷設計、實驗設計、訪談規劃

曹婕妮:資料記錄、資料蒐集、美工處理

陳俐璇:影片剪輯、程式設計

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二、研究動機

因為一則網路影片引起了我們注意,是在youtube上發現的(製造「超強可樂火箭」威力竟比沖天炮還猛!? 【眾量級CROWD|Challenge挑戰特輯】)我們覺得很有趣,之前在新聞上也風靡了一陣子,不知小組實驗是否會成功,因此選擇了「可樂沖天炮」這個題目來研究。

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三、研究目的

  1. 加入不同口味的曼陀珠進可樂,噴射高度的差別
  2. 加入不同口味的曼陀珠進可樂,噴射時間的差別
  3. 加入不同口味的曼陀珠進可樂,噴射容量的差別

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四、研究方法(5W1H)

  • 研究方法上網蒐集可樂沖天炮相關資料,並透過實驗觀察噴射的狀況,並做成紀錄呈現。
  • 第四組全體組員
  • 做可樂沖天炮的實驗
  • 12:30p.m.~01:00p.m.
  • 操場旁的籃球場
  • 可樂沖天炮材料

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五、可樂沖天炮成因

曼陀珠放進可樂,出現噴發現象,是因碳酸飲料與曼陀珠交互作用下產生的化學反應。

曼陀珠表面的「阿拉伯膠(Gum arabic)」碰上可樂,會先大量吸收可樂中內含的「二氧化碳(CO₂)」,吸收到飽和之後,就會急速與液體分離,在瞬間釋放出來,不到一秒,瓶子裡會產生「快速生成泡沫反應」,然後快速噴發出的叫做「成核現象」。

造成噴發是因曼陀珠的構造,由於開瓶後的可樂溶液處於二氧化碳過飽和的狀態不穩定,在曼陀珠干擾源的作用,表面無數小孔會產生「催化作用」,促使可樂溶液回歸到較穩定的狀態,釋放出二氧化碳,造成大量泡沫快速噴發。

因為曼陀珠中含有玉米粉、糖粒等微細的粒子成分,會促使二氧化碳大量溢出。可樂急速作用要往外衝,但瓶口只有一個,接著就會是「瀉流現象」,猛烈點,有可能看到直衝天際的可樂沖天炮。�

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延續可樂沖天炮成因,其原理如下圖所示

二氧化碳(CO₂)

阿拉伯膠(Gum arabic)

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實驗設計⇢控制變因&操作變因

控制變因:

  1. 可樂的容量
  2. 可樂的溫度
  3. 可樂的品牌和口味
  4. 曼陀珠的放入顆數
  5. 可樂的搖晃次數
  6. 打開可樂瓶瓶蓋花的時間
  7. 搖晃可樂的震度

操作變因:

  1. 曼陀珠的口味

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實驗準備材料

  1. 600ml 可口可樂x8
  2. 茶包
  3. 釘書機x1
  4. 軟木塞x1
  5. 黑色膠帶x1
  6. 不同口味各一,曼陀珠x4
  7. 剪刀x1

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實驗方法

步驟:將茶包剪開 第步驟:不斷的上下搖晃可樂,直到軟木塞撐不住壓力

步驟:將茶粉倒出 第步驟:輕鬆的放開軟木塞

步驟:放入5顆曼陀珠進入茶包 第11步驟:記錄可樂的噴射高度、時間及量

步驟:利用釘書機將茶包缺口釘起來

步驟:將可樂的瓶蓋打開

步驟:將茶包(裡面有曼陀珠)放進可樂(不能碰到可樂表面)

步驟:快速塞上軟木塞進可樂瓶瓶口

步驟:將可樂瓶口朝向地板(可樂會產生化學反應)

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實驗前的注意事項

  1. 選擇合適的地點
  2. 材料準備齊全再實驗
  3. 注意實驗地點是不是有人,避免噴到造成意外
  4. 是否影響其他同學的午休
  5. 必須經過老師同意,才能實驗
  6. 實驗時,一定一定一定要穿雨衣

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第一次實驗

失敗原因:

  1. 去操場時,拿著可樂搖晃
  2. 沒有用茶包裝曼陀珠
  3. 曼陀珠直接碰到可樂表面

改進方法:

  1. 拿可樂時要慢走,勿衝跑
  2. 確認有茶包再開可樂
  3. 開可樂時,先倒掉一些,再放茶包,避免曼陀珠和可樂產生化學反應

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第二次實驗

這一次終於成功了!

噴射高度:50cm以上

噴射時間:1秒

噴射容量:

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五、研究發現

可口可樂600ml

加上

曼陀珠

等於

大爆炸?!

這裡可以說明

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六、結論與建議

結論:我們經過了3次的實驗,終於成功了。我們發現可樂噴射的時機要非常準確,要不然太慢會直接噴得全身都是。

建議: 1.拿可樂時要慢走,勿衝跑

2.開可樂時,先倒掉一些,再放茶包,避免曼陀珠和可樂產生化學反應

3.茶包放進可樂搖晃的過程中,軟木塞要壓緊到可樂要噴出來時才可以放掉不能在途中就放掉

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七、心得感想(加上姓名,字體變小)

莊昀庭:我覺得這次實驗有趣的地方在於,可樂它噴出來的那一瞬間(我全身都是「可樂」),但好玩歸好玩,尤其在請同學購買材料、抓取比例和善後處理時,還是有點麻煩。經過一次次的實驗,透過找出失敗的原因,來增進下次成功的機率。

唐浩喆:我覺得這次的實驗雖然很好玩,但在處理善後時,會有點麻煩,這個實驗也讓我知道了可樂沖天炮的原理。

林守志:我覺得這一次的實驗很好玩,也噴的整身都是可樂,也發現加不同口味的曼陀珠都會有不一樣的改變。

藍翊瑄:我覺得這次的實驗有遇到很多困難的地方,困難的地方在於每次比例都要抓的幾乎一樣 ,也有趣的地方就是不同口味的曼陀珠會發生不同的效應。

陳俐璇:我覺得這次的實驗讓我非常驚訝,因為不同的可樂,曼陀珠,竟然都會造成不同的結果,所以這也讓我學到了可樂沖天炮知識。

曹婕妮:我喜歡這次的實驗,把曼陀珠和茶包放進可樂在搖一搖就可以噴射了!好好玩喔! 成功比較好玩啦!

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參考資料

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我們是601第四組。

我們的報告到此結束,感謝大家的聆聽!