蕭俊傑博士的測溫生態瓶製作

大人學客廳系列活動之一，這場是請到蕭俊傑博士(科學 X博士) 擔任客廳主人，帶著我們製作測溫生態瓶的活動。

測溫生態瓶，除了具有生態養著水草與小蝦的功能外，它還擁有測溫的功能，測溫生態瓶中還有幾個小瓶子 (測溫裝置)，利用科學中溫度與浮力的原理，該些瓶子隨著室溫溫度變化而改變在生態瓶中的高度。

關於浮力 (Buoyancy)

蕭博士用非常簡單的圖解方式，帶我們重新解釋國中理化中所教學的浮力原理：物體在液體中所受到的浮力，等於排開液體體積的重量。

而溫度影響水的熱漲冷縮， 若在物體排開液體體積不變，高溫時排開的液體重量減少（液體熱脹體積變大），所受到的浮力減少；低溫時排開的液體重量增加（液體冷縮體積變小），所受到的浮力增加。（NOTE: 忽略固體物質的熱漲冷縮效應，相較於液體其收縮膨脹的能力更差，因為物質三態中，膨脹能力之大小順序為氣體＞液體＞固體）

利用這個特性，溫度會影響水的浮力，我們開始第一階段測溫裝置的製作。

(工作原理可以參考：伽利略溫度計)

製作測溫裝置

藉由前面所述的浮力結論，水溫度高其浮力會變小，溫度低其浮力會變大，因此我們要小塑膠瓶來製作測溫裝置，其重量剛好能讓該瓶子沉在攝氏 30度的水底中，而該瓶子改放在攝氏 10度的水中時，卻又能夠浮在水面上。

因此這是一個要不斷反覆實驗的過程，在塑膠瓶中用滴管滴入液體增加其重量，或是從中吸出液體減輕重量，讓該瓶子總重量又要能夠下沉與上浮的條件，要不斷不斷的嘗試，沒有耐心真的會很生氣。

• 攝氏 30度以及攝氏 10度的大水瓶作為實驗環境
• 可用蓋子密封的塑膠小瓶 (或是玻璃小瓶)
• 裝入小瓶的液體 (食用色素染色顯得更漂亮)
• 使用滴管將液體裝入到小瓶內後密封
• 小瓶丟到攝氏 30度的水中，看看會不會下沉，不會下沉持續加液體到小瓶內 (增加重量)
• 小瓶丟到攝氏 10度的水中，看看會不會上浮，不會上浮從小瓶內移除點液體 (減輕重量)
• 小瓶滿足在攝氏 30度水中下沉，在攝氏 10度的水中上浮即完成
• 過程中注意實驗環境的溫度變化，確保一直是攝氏 30度 & 攝氏 10度

製作生態瓶

生態瓶，打造一個簡易碳循環的環境，水草吸收二氧化碳產生氧氣，蝦子吸收氧氣產生二氧化碳。

相比前面的步驟，這個就顯得又趣了些了，選擇自己喜好的生態瓶瓶子，共有三種造型可以選擇。選擇喜歡的底沙，共有四種不同材質的底沙可以隨意混合。選擇自己喜歡的水草，共有四種不同常見的水草可以種。最後裝水種草就是放入蝦蝦就完成生態瓶了。

當然，測溫裝置最後也是放入到生態瓶中，之後用來觀測溫度之用，雖然測溫瓶成果似乎有點失敗，在攝氏 25度的環境下竟然是上浮在水中……。活動收獲除了自己作的生態測溫瓶以外，還有重新學習浮力的科學原理呢。