氣水動力
| steam_class |
| 課程名稱 | 流體魔術師——壓力與閥門的應用 |
| 適用年級 | 5, 6 |
| 節數 | 2 |
| 領域 | 科學S, 工程E |
| 課程目標 |
理解原理:掌握單向閥(止逆閥)在壓力系統中的核心作用。
動手實作:學習如何處理管路密封與接頭組合。
邏輯設計:透過變換組件順序,達成不同的功能(吸水 vs. 排水 vs. 壓縮空氣)。
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| 國小議題融入 | 科 E5 繪製簡單草圖以呈現設計構想。, 科 E7 依據設計構想以規劃物品的製作步驟。, 1-III-3 能學習多元媒材與技法,表現創作主題。, 1-III-6 能學習設計思考,進行創意發想和實作。, ah-III-2 透過科學探究活動解決一部分生活週遭的問題。 |
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
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):
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
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