自製安全酒精燈 / 林宣安

星期一 , 27, 六月 2016 Leave a comment

自製安全酒精燈

林宣安

臺中市立長億高級中學國中部
l0930984547@gmail.com

n  前言

在國中和高中的自然科學實驗室中,酒精燈是不可缺少的設備之一。然而,酒精燈的使用確實隱藏著潛在的危險與不便,不僅不易在加熱過程中調整火的大小,而且不小心打翻使得酒精溢出著火是讓人最害怕之處。在課堂上教師會教導學生處理方式(見附註),若不幸發生酒精溢出,不僅學生會緊張,而且教師也可能頓時手足無措。在某些經費較充裕的高中或大學實驗室,通常改用本生燈,甚至直接使用電磁加熱攪拌器(加熱板,或使用加熱包),加熱板的單價不低,加上若全班6~10個加熱板同時啟動,跳電的機會很高,校方還得再重新調整電路,才能負擔如此大功率的電器設備。

因此,有廠商已經開發所謂的安全酒精燈,相對於加熱板或本生燈的確方便和安全許多,雖然這類的安全酒精燈還是無法調整加熱的火量,但是在國中經費有限的情況之下也是一個可行的替代方案。筆者長期在實驗室的教學過程中這樣的困擾,因此重新設計一個可調整火力大小的安全酒精燈,而且幾乎完全不用錢喔!

n  所需器材

鐵製小盒(如喉糖盒或糖果盒) 二盒、衛生紙(鋪滿鐵盒) 數張、電鑽 一支、螺絲(長度要能鎖住鐵盒) 一根、藥用酒精 25 mL、鋁箔膠帶 一捲、小馬達支架 2

n  製作方法

1.        準備兩個相同大小的鐵盒。取得第一個鐵盒的上蓋,如圖1左圖之右邊所示,利用電鑽,每間隔約1公分鑽出透氣孔,如圖1右圖所示。

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1:第一個鐵盒的上蓋(左之右方);在上蓋處鑽出透氣孔(右)

2.        取得第二個鐵盒的下盒,如圖2左圖之左邊所示。先合併第一個和第二個鐵盒的下盒底部,然後利用鋁箔膠帶,固定兩盒在一起,如圖2之右圖所示。〔固定是為了架高上方的鐵盒,也可以方便在使用時移動酒精燈不會燙傷。〕

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2:第二個鐵盒的下盒(左之左方);固定兩個鐵盒的下盒在一起

3.        在第一個鐵盒和第二個鐵盒的底座,鑽出一個與上蓋透氣孔相對的鎖孔,如圖3所示。

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3:在一個鐵盒和第二個鐵盒的底部鑽出一個鎖孔

4.        利用螺絲,牢牢地鎖緊兩個鐵盒,如圖4所示。鎖緊鐵盒不僅可以避免不小心打翻時吸滿酒精的衛生紙掉出來,而且鐵盒鎖緊也能避免蒸散出來的酒精蒸氣使鐵盒衝開。

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4:利用螺絲固定住上蓋(左);底部鎖上螺絲的情況(右)

5.        利用鐵剪,減掉第二個鐵盒上蓋的部分外緣,以便鐵蓋蓋在鑽好透氣孔的上盒,如圖5所示。

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5:減掉第二個鐵盒上蓋的部分外緣

6.        利用鐵剪,裁剪這個上蓋的中央成為大小相同的兩半,當作調整火力大小的擋板,如圖6所示。在擋板上固定一個把手(筆者是利用小馬達支架,讀者也可以直接利用鐵絲作成合適的形狀),方便拿取且不易燙傷,如圖6所示。

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6:第二個鐵盒上蓋的中央處剪成兩半並加上把手

7.        利用擋板的關閉程度,可調整透氣孔的數量而改變火力大小,如圖7所示。

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7:擋板全關,完全沒有透氣孔(上);擋板開三分之一,火力較小(上)
擋板開一半,火力中等(下);擋板全開,火力較大(下)

8.        在第一個鐵盒的內部,塞滿衛生紙,以便吸收藥用酒精,如圖8所示。

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8:利用衛生紙吸收藥用酒精

n  使用過程

1.        在自製酒精燈的衛生紙上,加入適量的藥用酒精,注意不可加過量而使得酒精溢出。

2.        取一小張衛生紙(長約10公分,寬約1.5公分),一端旋轉成為細長狀當作燈芯,另一端在中央處撕開成為兩半。細長狀的一端穿出透氣孔,如圖9之左所示;另一端的衛生紙在鐵盒內部呈現張開狀,以便吸收酒精,如圖9之右所示。

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9:利用衛生紙當燈芯(左);張開內部的衛生紙,方便吸收酒精(右)

3.        利用螺絲,鎖緊此安全酒精燈的裝置,然後點燃燈芯。

4.        等待一段時間,當外蓋升高溫度使內部的酒精蒸發,或稍微左右搖動酒精燈座使外蓋快速升高溫度,如此可使酒精燈的火力快速增大。

5.        調整擋板的開關程度,可調整加熱的火力大小,擋板的開啟孔數越多,火力越大,如圖10所示。

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10:擋板開小,火力小(左);擋板開大,火力大(中);擋板全開,火力很大(右)

6.        若要熄滅酒精燈,則可直接利用濕抹布蓋上。

n  安全宣告

l  本安全酒精燈內部的藥用酒精被衛生紙吸附,不會因打翻酒精燈而溢出酒精釀成火災(見圖11)。雖然本酒精燈安全性極高,但是畢竟還是有明火與高溫,因此強烈建議務必在有師長指導的情況下才能使用,中小學學生不宜獨自製作與操作。

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11:本安全酒精燈內部的酒精被衛生紙吸附,不易打翻而溢出酒精

l  本安全酒精燈使用過後不久溫度仍然很高,千萬不可直接碰觸上蓋的氣孔。最好以濕抹布蓋上降溫後再收拾存放,這樣也可避免內部未用完的酒精快速蒸發。

l  由於事先利用一個鐵盒,墊在發熱的鐵盒的下方,因此本酒精燈的熱量不容易傳導到桌面。若需移動,只要手持下方鐵盒處,不會燙傷皮膚,安全性高。

l  由於利用衛生紙吸附藥用酒精,因此只要確認在加入酒精時沒有多餘的酒精溢出(全部被衛生吸收),就不會因鐵盒傾倒而從透氣孔或鎖孔溢出酒精。

n  測試結果

本自製安全酒精燈係利用一些日常生活的廢棄物製作而成,雖然礙於填充酒精的體積(約可填充25公克的藥用酒精),而且使用的時間沒有一般酒精燈長,但是熱效率卻提高許多。依照筆者的測試,同樣加熱100毫升的水(見圖12),一般酒精燈加熱30分鐘仍然未沸騰(燒杯內的水已蒸發約30~40毫升),而自製安全酒精燈在火力全開的情況下約5分半就已沸騰。若以最小火力供應,也可以使用約140分鐘。

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12:和一般酒精燈的加熱效率比較

n  結語

透過利用一些日常生活的廢棄物,設計自製安全酒精燈,作者期望這樣的改良式安全酒精燈能夠讓中小學的自然科學實驗更順利更安全。作者更期望化學教育工作者致力開發更便利更安全的理化實驗裝置,使現場教學的教師更樂於進入實驗室,使學生更喜歡上實驗課。

n  附註

不慎打翻酒精燈,千萬不能緊張,也不要用水直接澆熄。若溢出酒精不多,則可能不會造成災害;若溢出酒精太多,則潑水反而使藥用酒精燃燒的範圍擴大。最好的處理方式是利用濕抹布覆蓋在燃燒處,就能迅速地控制住火勢。

 

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