課程名稱 空氣電池 科別 化學 作者資料 實驗組 授課對象 親子 課程時間 1小時 教學目標 1. 認識電池種類與回收的概念。 2. 認識伏打電池的由來。 3. 製作空氣電池。 課程簡介 說明電池的起源、各式電池發電的原理，並自製空氣電池。 教學流程 一、 引起動機(10分鐘) 1. 討論學生生活中使用電池的經驗與對電池的認識，例如充電電池、鹼性電池等等差異，並能提出這些電池的特性。 2. 將上述分享歸納，開始進行電池種類的教學。 二、 發展活動(15分鐘) 1. 電池種類的教學。 2. 伏打電池的發明故事與講授伏打電池的組成。 3. 說明伏打電池與空氣電池的共通特性。 三、 操作活動(25分鐘) 空氣電池製作 器材：鋁片4片、餐巾紙一張、燈泡組、活性炭(50~100克)、迴紋針2支、剪刀一把、飽和食鹽水一杯、塑膠盒。 操作步驟： (1) 以剪刀將餐巾紙分成四等份。 (2) 將電線繞過迴紋針並轉緊。 (3) 用迴紋針夾住兩片鋁片。 (4) 取其中一片餐巾紙沾濕飽和食鹽水，能滴水即可放入盒中。 (5) 再放入一片有夾迴紋針的鋁片，鋪上一層活性炭，將鋁片覆蓋 (份量約為1/3)。 (6) 先疊上另一張沾濕飽和水溶液的餐巾紙，再放上沒有夾迴紋針的鋁片，並鋪一層活性炭。重複此步驟一次。 (7) 先疊上一片沾濕餐巾紙，放上最後一片夾著迴紋針的鋁片，即完成。 四、 綜合活動(10分鐘) 1. 拿起空氣電池盒組，以大拇指用力擠壓鋁片及內容物，測試燈泡能否發亮，並討論。 2. 與學生討論空氣電池沒電時，如何利用家裡的材料製作新的電池。 3. 電池回收的重要。 所需材料或儀器 鋁片4片、餐巾紙一張、燈泡組、活性炭(50~100克)、迴紋針2支、剪刀一把、飽和食鹽水一杯、塑膠盒。 關鍵字 空氣電池、電化學、伏打電池。 與教材的相關性 218-2a.察覺生活周遭某些物質的性質會改變。 222-2a.利用電線、電池或金屬物質接成通路，可使燈泡發光、馬達轉動。 224-3c.經由實驗發現有些水溶液可以導電，有些則不能導電。 224-4b.能瞭解溶液是由溶質與溶劑所組成，以及濃度的意義與日常生活的應用，並藉由實驗瞭解飽和溶液的意義與配製。 225-4f.認識化學電池的使用方式(包括充電與放電)。 411-4a.實際製作一個成品模型。 421-2d.利用電線、電池接成通路驅動玩具馬達。 513-1a.體察日常生活中，節約能源的重要。 520-2a.在適當時機，介紹科學家的研究事蹟。 520-3b.在適當的教材上，介紹科學發現的過程以瞭解科學中實驗與理論間的關係。

參觀茶園時，老闆娘提到喝剩的紅茶放久了，竟長出白色菌膜，紅茶也變酸了。經過資料蒐集，我們發現是微生物對紅茶產生發酵作用。在五下自然「微生物的作用」單元中，介紹利用微生物使食物發酵的實驗，與「酸紅茶」有些關聯。我們針對「紅茶發酵」有關因素展開研究，瞭解其中奧秘。在研究中獲得以下發現：一、 微生物（紅茶菌）對紅茶、綠茶及烏龍茶的發酵作用，以紅茶最好。二、 紅茶加入黑糖、赤砂糖……等六種糖後進行發酵，發酵差別並不明顯。三、 紅茶加入適量的糖，發酵較快。如果加入太多糖，糖的濃度過高，發酵不佳。四、 紅茶在室溫中發酵較佳；冰箱冷藏溫度太低，發酵並不理想。五、 紅茶接觸空氣發酵較良好，將紅茶密封未接觸空氣，發酵不佳。

【說明】 1.浮沉子在寶特瓶內的沉浮並不是以浮沉子本身的重量而定，要比較浮沉子在水中所得的浮力與其本身重量(重力)的大小而定。 2.要五個編號1~5的浮沉子，能在寶特瓶內依序沉下去，製作時並不需要一個比一個重，任意製作都可以(請見動手做)。 3.要浮沉子能在寶特瓶內依序沉下去，最重要的步驟在於調整浮沉子內的水量。當浮沉子放在杯內的水中時，浮沉子要一個比一個浮出水面多一點點就可以，如圖二。 【動手做】使用吸飲料用的吸管製作與操作聽話的五個浮沉子 1.剪一段吸飲料用的透明吸管(5~6公分長)，用打火機或蠟燭的火焰熱一熱，使吸管稍微軟化後用箝子夾緊，以封住管口如圖三。 2.在吸管內放入2~4支（視吸管的粗細與長短而定）的銅釘（不易生銹）後，用同樣的方式封住吸管另一頭的管口。封這一個管口時，要與先前封住的管口垂直，如圖四。然後在兩端均封了口的吸管上端寫一個號碼（例如圖四的上端寫一個2字），另一端用另一支銅釘扎一小孔，如圖四中吸管的下端有一小孔。 3.同上述製作步驟的1與2，再作3個浮沉子，如此就有5個浮沉子。 【操作】 (一)觀察浮沉子的沉浮 1.將做好的浮沉子放入茶杯內的水中（有一個小孔的一端要朝下），用手指壓扁浮沉子的中腹部位後，在水中放開手指，浮沉子就會吸進一點水。 2.要細心調整浮沉子內的水量，當手指放開後，浮沉子必須只浮出水面一點點如圖五，如果不是這樣就要重覆步驟1。 3.調整好的浮沉子放入寶特瓶（瓶內裝水9.5分滿），蓋緊瓶蓋後，用手掌輕壓瓶子如圖一，浮沉子是否會沉下瓶底？放鬆壓力，浮沉子是否會浮上來？若不是，就必須取出浮沉子，重新在杯中調整浮沉子內的水量，可能只差一滴或半滴水。調好後再放入茶杯內，看看其浮沉情況適當後，才可放入寶特瓶內再試。 4.若成功了，就注意觀察這個透明的浮沉子在沉浮的過程中，浮沉子內的水面是否上升或下降，其水面高低相差如何？ (二)操控浮沉子依序沉浮 1.將編號1與2的浮沉子，同前述方法調整，放入寶特瓶內，當手掌壓寶特瓶時，是否1號會先下沉，之後2號才開始下沉？放鬆手壓時，2號會先於1號浮上來。 2.同樣方法調整浮沉子3號後，放入寶特瓶內，試一試3個浮沉子是否會依序下沉，並反序浮上來。若成功了，就調整編號4與5的兩個浮沉子，在茶杯內調整其浮沉程度適當後，才放入寶特瓶內，試試其是否依序沉浮，如圖一。

本實驗藉由製作泡泡氣壓計裝置來測量泡泡的表面張力，並透過最大泡壓法與簡易測量法等其他方式來檢視泡泡氣壓計的功能。並且利用泡泡氣壓計探討溶液濃度對泡泡表面張力的影響，並比較甘油與糖水對泡泡表面張力影響的差異。研究結果發現本實驗裝置對於泡泡表面張力的測試接近其他兩種方式所測得的數據，因此是為一種測量泡泡表面張力的方法。加入甘油與糖水後，均可使泡泡表面張力變大，並且延續泡泡的生命期。

經本研究發現影響水果電池發電效能的變因有電極種類、電極間距離、電極與電解質的接觸面積、電解質的成分與濃度、電極串聯與並聯方式等。利用數位式電錶測量水果電池的電壓與電流，分析得到主要結果如下：一、利用成本低、容易取得的鋅-銅作為電極，發電效能佳；二、電極間距離近，發電效能佳；三、電極與電解質的接觸面積大，發電效能佳；四、以70％檸檬汁與30％雙氧水比例作為電解質，可以有效提升電流；五、以並聯方式製作基本電極模組與改良式電極模組，可以大幅提昇水果電池的電流至數千倍。應用勁量水果電池可以使LED燈及數位式碼錶作用，並可成功驅動小型電動車與風扇馬達，在並聯了兩組改良式電極模組之後，更進一步成功點亮了鎢絲燈泡。

地瓜葉是常見的蔬菜，更是絕佳的抗氧化寶物，以碘滴定法來測量蔬果汁的抗氧化力，在24種現榨蔬果汁中，地瓜葉的抗氧化能力最好。蔬果汁放置時間越久，抗氧化力越差。大多數的蔬果汁加熱3分鐘後，抗氧化力都下降了許多。由此可知，加熱和放置時間是影響地瓜葉抗氧化力的重要因素。烹煮時所用的調味料也會降低地瓜葉的抗氧化力，以酸性物質如醋和米霖影響較大。地瓜葉的葉子部位抗氧化力最佳。鋼棉浸泡地瓜葉汁3小時後才出現生鏽的現象，且生鏽面積小，顯見地瓜葉汁具有防止氧化的能力。將地瓜葉汁加到雙氧水中，所製造的氧氣比相等重量的胡蘿蔔多了70%。添加5%地瓜葉汁的肥皂，使用起來泡沫柔細、好沖洗，洗後不乾澀，還有淡淡清香。