2008-09 香港科學青苗獎(小學組)優異獎

大埔舊墟公立學校

參賽學生： 吳嘉欣黃俊熹侯穎彥 覃皓軒

負責老師： 鄭少燕老師

梁詠詩老師

趙穎思老師

參賽題目：

題目三：香港現實難題

香港天文台總結過去，預測未來的報告顯示，本港氣候變

化正在以前所未有速度加劇；熱天將愈來愈熱。香港的平均氣

溫正在加速上升，過去 17 年暖化的幅度，是戰後 43 年（1945

年至 1988 年）的一倍有多。現在冷氣機已普及所有家庭，冷

氣機使室內涼快，但熱氣卻排出室外，使室外的人受酷熱之苦。

香港市民開冷氣的時間越來越長，冷氣機散發的熱力增加，造

成周圍環境溫度更高，造成一個惡性循環的局面。現在本組同

學就以上問題，提出一個解決的方案。

學就以上問題，提出一個解決的方案。

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目錄

1. 香港現實難題

2. 應用的科學原理

甲．熱對流

乙．煙囪效應

丙．地熱能

丁．發電機

3. 解決方法

4. 結論

參考資料

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一．香港現實難題

香港的夏季，尤其是七月及八月是全年最為炎

熱期間。現在冷氣機已普及所有家庭，在室內享受

冷氣，街外卻充滿了所放熱氣，使溫度更高。

我們發現冷氣機在製造冷氣的過程中，往外面

排出的熱氣能量會高於輸入電力的好幾倍(約三到

六倍)，因此也就造成嚴重環境污染，這就好像「把

自己的舒適建立在路人的痛苦上」一樣。

天氣變暖，氣候反常，也因為用冷氣機的人太

多，大家的冷氣機互相噴出熱氣，形成惡性循環的

局面。

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熱空氣

冷空氣

二．應用的科學原理

要解決以上的難題，我們運用了以下的科學原理：

甲．熱對流

當空氣受到足夠的熱，就會膨脹，密度減

小，在浮力作用下上升。暖空氣隨

著高度上升逐漸冷卻，到達較冷的

區域，密度也就增加。因為它不能

從下面上升的空氣裏下沉，所以只

好移動到熱空氣的側面下沉。當它

到達地表時又被加熱，重新回到熱

空氣流中。

乙．煙囪效應

戶內空氣沿著有垂直坡度的空間向上昇

或下降，造成空氣加強對流的現象。熱空氣

隨著煙囪向上昇，在煙囪的頂部離開。因為

煙囪中的熱空氣散溢而造成的氣流，將戶外

的空氣抽入填補。

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丙．地熱能

高溫地熱源可以用來發電。地球深處較熱區

域的熱能以噴泉或者溫泉形式傳輸到地面，又

或者利用熱載體來提取乾熱岩或岩漿的熱能的

情況下，地球地殼層中的熱能便可以加以應用。

熱水或蒸汽從地熱源提取取出來，並用於推動渦

輪發電。

丁．發電機

磁生電，這就是發電機可以發電的原理。一條

金屬線在磁場間移動，金屬線被磁力線切割而產生

電流流動。利用線圈在磁場中不停旋轉時所產生的

電磁感應效應，因此令線圈內產生感應電動勢。

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三．解決方法

方案一：熱泵熱水器

冷氣機把熱能從室內移到室外，可以說是一種

「移動熱能」裝置。如果將冷氣機往外排出的熱氣

能量排入儲水缸，製成熱水供各種使用，這冷氣機

就成為一部「熱泵熱水器」。回收排放的熱氣，變

成有用的資源，既可節省另外裝設製造熱水設備的

投資與能源費用，又有利環保。人們既享受到冷

氣，又有熱水供應。但是儲水缸必需要很大。

排出熱能

吸收室內熱能

蒸發器

冷媒壓縮機

冷凝器

儲水缸

冷水

熱水

冷氣機轉化成「熱泵熱水器」結構圖

冷氣機

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方案二：熱能發電機

在冷氣機散熱的位置安裝熱能收集器，頂部設

計像煙囪，煙囪頂部有一個風車扇葉，熱流順著煙

囪向上傳遞，便會推動扇葉，再轉動線圈，產生電

流。煙囪就是要幫助氣體對流，新鮮的冷空氣可以

不斷補充。

排出熱能

吸收室內熱能

蒸發器

冷媒壓縮機

冷凝器

冷空氣

熱空氣

冷氣機轉化成「發電機」結構圖

冷氣機

扇葉

發電機 產生電流

熱能收集器

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四. 總結

將冷氣機製造冷氣過程中，往外面排出的熱氣能

量，排入一個水缸製成熱水供各種使用；或者利用冷

氣機噴出的熱氣推動扇葉轉動線圈，產生電流，繼而

產生發電機的效果。這樣就可回收原本要排放到屋外

讓路人痛苦的熱氣，變成有用的資源，做到利己利人。

由「自私」的裝置變身成為「綠色環保電器」。

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參考資料

1. http://www.hk-phy.org/contextual/heat/hea/heatp01_c.ht

ml

2. http://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%B0%8D%E6%B5%81

3. http://physical.tcfsh.tc.edu.tw/physical/physdemo/must/m

ust.htm

4. http://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%85%99%E5%9B%AA%E6%95%

88%E6%87%89

5. http://re.emsd.gov.hk/tc_chi/other/geothermal/geo_tech

.html#3

6. http://ipobar.com/read.php?tid-4338.html

7. 星島日報 6 月 21 日 新界 33.4C 熱爆 今年最高溫

8. 星島日報 11 月 2 日 今年十月 百年來最熱

9. 明報 12 月 11日 蘇培健：氣候變化加劇貧窮 港人意

識不足

10. 台灣大學機械系教授黃秉鈞教授：新能源中心主持人報告

內容

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評語

學生嘗試透過利用冷氣機運作時產生的熱，來減低冷氣機對環境的影響。學生

搜集了一些與冷氣機運作和發電有關的原理，藉此思考問題的解決方案。接著

列出一些使用冷氣機產生的熱的方案，如用作熱水器的加熱和熱空氣發電。這

些方案可善用一部分冷氣機產生的餘熱，但卻未必能有效地解決冷氣機產生熱

的問題。倘若同學能將有關之提議透過實驗方式展示，獲得數據支持，多探討

這些熱的效率和可行性，如量度冷氣機的熱空氣能發出多少電能，可令這計劃

書更具說服力。

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