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節省能源浴缸
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大家經常說要環保。一天，我逛街時經過一個地方，那兒正好電視上播放一個關於環保的論壇節目，主持人對周圍的群眾說：「我們大家都應該要節省使用煤和石油，加強對環保的要求。」 聽了之後，我就不停地反覆思想這個問題。回家後，當我洗澡時，我突然想到洗澡用的溫水，用後仍然能保持著相當溫暖，讓它白白流走，真是相當的浪費能源。經過一段時間的資料搜尋和發問，我終於明白了「熱平衡」的原理。然後我就想到了這個設計。 |
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| 這個「節省能源浴缸」設計的目的，是希望能節省可用的能源，包括電、煤和石油氣等等。它利用使用過的熱水餘下的熱能來提高剛注入的冷水的溫度，達到物盡其用和環保的效果。 |
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這個設計的科學原理主要是「熱平衡」原理。 「熱平衡」是熱力學上的一個重要概念。簡單地說，在一個封閉的系統內，熱能會從高溫傳到低溫的區域，最後令整個封閉的系統溫度一致而達至「熱平衡」。
「節省能源浴缸」的設計，是利用「熱平衡」及熱的傳導來達到它的目的。 熱的傳導和材料的導熱性能息息相關。不同的材料，由於具有不同的性質及結構，所以導熱的性能也有所不同。例如，鐵和銅等金屬材料的導熱性能就非常良好。但有一些材料，例如木材和發泡膠等，導熱性能就非常差。「節省能源浴缸」的設計，就是適當地利用材料不同的導熱性能來做出有效的熱能交換器和熱能保存系統以達到利用剩餘熱能和節省能源這個最終目的。 |
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| 銅管、玻璃箱、膠管、儲水桶、溫度計、電熱水煲。 |
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| 在這個設計的製造過程中，我做過了多次的實驗，證明了「熱平衡」的原理和理解到不同材料的導熱性能。
在製作過程中 : |
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我把銅管改成一個個連接的圓形以加大接觸面積（見下圖）。
加大接觸面積的好處是可以收集更多的熱能。亦表示可以提高熱能交換器的效率。 |
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再將銅管放在一個玻璃箱中，玻璃箱是被假設為浴缸的底部結構（見下圖）。
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3 |
然後用膠管將銅管的前後都接好（見下圖）。
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4
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在經過多次的實驗和思想，我發現令水溫上升的因素主要有五個，詳列如下 :
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| 這個設計保留了家中常用的浴缸的特色，所以在應用上應該沒有引起任何的不便。當然這個浴缸的設計需要在開始裝修的時候便做出來，否則便需要進行改裝了。但它的優點是可以節省能源，有利於環保，所以我認為新一代的浴室設計應該引入這個浴缸的設計或類似的產品，建立一個更綠色的家庭。 |
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| 我在這個發明的過程中，最大的困難就是製作。因為我沒有足夠的氣力把銅管做成一環一環的模樣，所以我請爸爸幫忙。但是我都有參與製作，爸爸讓我做了幾圈，真是十分費氣力啊。另外就是玻璃箱的製作，是爸爸替我找店鋪來完成的。在原理的理解方面，我也需要花一定的耐心，才能弄清楚它是怎麼樣工作的。 |
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| 雖然我十分努力地將這個發明未完善的地方去改良，但還是有不足之處，可惜我已沒有足夠的時間再去嘗試。
我想到可以再改良的地方有下列方面：
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| 通過這個「節省能源浴缸」的實驗，我學會了反覆思考，利用「熱平衡」這個自然現象於設計中，達到環保的效果。
在實驗過程當中，我學到了「熱平衡」原理和有關熱傳導方面的學問。從這次的過程中，我認識到除了身體力行之外，只要能善用科學，我們在環保方面是可以有很多貢獻的。 |
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在完成了整個實驗、製作和報告之後。我不但多了一個生活體驗，還學會了一個新的科學原理 — 「熱平衡」。我十分喜歡這些活動，它總是能給我一個美好的回憶。 |
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科學的探索 （兒童第一套知識百課系列） |
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我的爸爸、媽媽、哥哥、常識科老師 |
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