# 氣水動力 ## 國小自然領域氣壓、水壓相關知識點 ^年級|單元主題|涉及的壓力概念| ^三年級|空氣的性質|壓縮空氣、空氣佔有空間| ^四年級|水的特性|虹吸現象、連通管、水位差| ^五年級|天氣的變化|高低氣壓中心、大氣流動(風)| ^六年級|力與運動|水火箭、大氣壓力與反作用力| ## 第一單元:單向閥與「心臟」的秘密 * 核心概念:單向流通、壓力差。 * 實作任務:認識止逆閥(Check Valve)。觀察止逆閥上的箭頭,測試氣體/液體的流向。 * 挑戰:用兩根針筒和一個止逆閥,做出一個「只能進不能出」的集氣瓶。 * 生活連結:心臟瓣膜、打氣筒噴嘴。 ## 第二單元:簡易水泵(抽水機或打氣機)製作 * 核心概念:體積改變帶動壓力變化。 * 組件配置:針筒(動力源)+ T型接頭 + 兩個止逆閥(方向相反)。 * 實作步驟:將針筒接在 T 型接頭的頂端。底端兩側分別裝上指向「內」與指向「外」的止逆閥。 * 運作邏輯:抽起(拉):負壓讓入口閥開、出口閥關,吸入水。推入(壓):正壓讓入口閥關、出口閥開,排出水。 * 成果展示:成功將 A 杯的水抽到高處的 B 杯。 ## 第三單元:氣壓噴霧器與自動灑水系統 * 核心概念:儲能(壓縮空氣)、霧化效果。 * 組件配置:保特瓶(儲水/氣罐)+ 止逆閥 + 針筒 + 細孔噴頭。 * 實作任務:在保特瓶蓋上鑽孔,安裝進氣管與出水管。利用針筒不斷向瓶內「打氣」(需止逆閥防止回流)。瓶內壓力升高後,打開出水開關,水受壓由噴頭射出。 * 討論:為什麼保特瓶裡要留一部分空氣?(空氣的可壓縮性)。 ## 第四單元:綜合挑戰與創意改裝核心概念:系統整合與問題解決。 ### 挑戰題目(擇一): * 自動循環水族過濾:如何讓水泵持續循環而不溢流? * 強力水火箭發射器:設計一個能承受高壓並快速釋放的接頭結構。 * 液壓機械臂:利用兩支針筒與水管,製作遠端控制的抓取裝置。 ### 必備工具與材料建議表 ^類別^建議規格^用途^ |動力源|20ml、50ml 針筒|提供推力與拉力| |控制件|4mm/6mm 止逆閥|控制流向(最關鍵零件)| |連接件|T型、Y型、L型三通接頭|分流與匯合管路| |管道|矽膠軟管(耐壓、好插拔)|傳輸流體| |容器|廢棄保特瓶 (500ml)|充當壓力倉或水箱| ## 教學簡報檔 * [[https://docs.google.com/presentation/d/1uP-WfRqpXcN0KBY3Q_ypLD2TIanK8QrR/edit?usp=sharing&ouid=118235095166931002187&rtpof=true&sd=true|液壓裝置]] * [[https://docs.google.com/presentation/d/1yDKBklDA76YsDMtGJWT0qN_HRwzztpVw8bjsAkfhebQ/edit?usp=sharing|彈珠汽水迫擊砲]]