摘要利用自製烘衣機模擬市面上烘衣機的乾衣過程，探究功率高低及出風口位置對乾衣效果的影響，以及烘衣機罩中不同位置的乾衣效果。發現送風機器功率越高、出風口在下的乾衣效果最好，下層乾衣效果也最佳。

摘要利用自製烘衣機模擬市面上烘衣機的乾衣過程，探究功率高低及出風口位置對乾衣效果的影響，以及烘衣機罩中不同位置的乾衣效果。發現送風機器功率越高、出風口在下的乾衣效果最好，下層乾衣效果也最佳。壹、研究動機一下課或放學很喜歡和同學一起去打籃球，回家洗澡時，運動服滿是汗臭味，想到隔天又要穿，晚上洗可能會來不及乾，若又碰到冬天又濕又冷的，長袖運動服更不易乾；就想如果是放在通風的地方，或許會快一點乾，畢竟空氣流動會帶走水氣；想說濕濕冷冷的，可能還是不會乾，最後為了保險起見，就用吹風機先吹乾了。又在不經意下發現家中有台烘被機，烘被時熱源是罩在裡面，因為這樣我們想自製個烘衣罩，上網搜尋了一下，看到許多不同形狀的乾衣機，有圓柱形、長方體和普通洗衣機形狀的，然後我們幾個就心血來潮想去一探究竟，就此揭開我們探討不同功率和空氣有無流動對乾衣效果的影響的想法，經由老師指導與我們的討論於是展開我們這奇妙的探險旅程。貳、研究目的一、探討自製烘衣機罩內不同高度位置的溫度變化。二、探討自製烘衣機罩不同高度的乾衣效果。三、探討自製烘衣機罩不同出風口位置的乾衣效果。四、探討自製烘衣機罩不同功率熱源的乾衣效果。參、研究設備及器材肆、研究過程與方法一、方法 (一)實驗裝置 1.使用長寬高分別為30cm×60cm×118cm的鐵架在鐵架，作為自製烘衣機的結構體，內有不同高度的三層置物架(42cm；79cm；118cm)，上貼上吸管，作為放溫度計的架子(如右圖3、4 )。 2.把鐵架套上大塑膠袋，並用磁鐵及夾子固定。 3.於鐵架底部放烘被機、吹風機(如上圖1、2)。 (二)原理說明 1.影響液體之蒸發速率快慢因素: (1)液體之種類：沸點愈低，蒸發速率愈快(2)液體的表面積 (3)愈通風處，蒸發速率愈快(4) 溫度 (5)加入溶質會減低蒸發速率(6)空氣中的濕度 2.不同溫度飽和蒸汽壓：蒸氣壓是指這種物質在氣相中的分壓，飽和蒸氣壓是蒸氣與非蒸氣在平衡狀態的壓力，這種平衡狀態是一種動態平衡，處於液態和固態的物質有汽化至氣態的趨勢；處於氣態的物質也有回到液態和固態的趨勢。液體靠近表面的分子，動能較大的會逃脫而進入氣態，然而逃脫分子也可能會與液體上方的氣體分子相碰撞，而使得有些分子重返液體內。密閉容器中，由液體逃脫的分子越來越多，這些逃脫的分子也會碰撞到液體表面而被捕捉，這就出現凝結現象。當汽化和凝結過程均以同一速率進行即平衡達成時，蒸氣中的分子數目將不會改變，此時液體呈現的蒸氣壓稱為飽和蒸氣壓，溫度越高飽和蒸氣壓越大。 3.假設所有從液體表面蒸發出去的分子都立即被抽走，則有u = (p/ρ)[m/(2πRT)]1/2×A (u可以稱為液體的蒸發速率，即單位時間內從單位液體表面蒸發出去的液體的體積；飽和蒸氣壓為 p、溫度為 T、每莫耳分子的質量為 m，密度為ρ，氣體常數為 R，表面積為A) 飽和蒸氣壓隨溫度升高而增加，整體效果，蒸發速率亦隨溫度升高而增加。二、研究過程 (一)測量乾抹布重量。 (二)將乾抹布弄濕，擰乾後稱重，使每一條抹布重量約相等。 (三)依序放到鐵架上，套上塑膠烘罩袋，每層放入3 個溫度計，並加以編號(如上圖3、4)。 (四)入風口置於下方，出風口於上方，每兩分鐘紀錄溫度，連續烘歷時共十分鐘。 (五)打開塑膠烘罩袋後，取烘熱後抹布置於電子秤上，稱量抹布重量(圖6) 。 (六)改變烘乾時間，連續二十分鐘，重複步驟(四)~(五)。 (七)改變烘乾時間，連續三十分鐘，重複步驟(四)~(五)。 (八)改變出風口位置，出風口於下方，重複步驟(四)~(五)。 (九)改變熱源功率，重複步驟(四)~(五)。

罩伍、研究結果一、時間與溫度的關係圖： 1.功率=600W(上出風口) 圖14圖15 圖16 2.功率=680W(上出風口) 圖7 圖8 圖9 3.功率=680W (下出風口) 圖11 圖12 圖13 4.功率=1200W (上出風口) 圖17 圖18 圖19 陸、討論一、一開始我們以烘被機當乾衣效果測試的熱源，但並非每個家庭中都會有烘被機，且市售烘被機功率大多是680W，所以我們以吹風機當測試熱源進行往後之實驗。二、每連續10鐘、20分鐘、30分鐘測溫度時，酒精溫度計紀錄溫度需做歸零修正。三、由各連續加熱時間其溫度變化關係圖，發現當加熱15分鐘後，烘衣機罩內的溫度約達到恆定溫度。四、我們也發現出風口位於上方之設計可使烘衣機罩內達到較高溫度，但出風口位於下方之設計卻是讓烘衣機罩內各處溫度較為均衡( 溫度差不超過2℃ )。我們認為此現象原因應是熱對流方向變化所致。出風口在上方時，熱空氣往上流動方向後往出風處移動出去，致使下方熱源不斷補充熱空氣( 如右圖20 )；而出風口在下方時，熱空氣上升後會迴流往下，致使熱氣在烘衣罩內達一平衡狀態。 (如右圖21 ) 五、我們以熱源烘吹前、後抹布重量差(減輕重量的多寡(克重)) 作為乾衣效果之比較。

六、相同功率(680W)下，不同出風口之乾衣效果(減輕重量(克重))比較六、相同功率(680W)下，不同出風口之乾衣效果(減輕重量(克重))比較 (一)功率680W，出風口位於上方時，由下表29與圖22可看出每層減輕的重量與時間約呈正比關係。而由圖 7、圖 8、圖 9發現中層架測得的溫度(30℃~35℃)介於上、下兩層的中間，但因烘衣機罩出風口位於上方所形成熱對流現象，其風速較大，所以乾衣效果較佳(見右圖22)。 (二)功率680W，出風口位於下方時，由圖11、圖12、圖13看出各層測得的溫度互相蠻接近(30℃左右)，而由圖23發現每層減輕的重量亦與時間約呈正比關係。但由下表30 與下圖23所呈現的結果，發現下層架乾衣效果較佳，我們認為應該是下層氣流較強，蒸發帶走水汽速率較快之故。 ((三)由上述討論(一)、(二)歸納發現，當功率相同(680W )下，不同出風口之位置，減輕重量總和(乾衣效果)比較，出風口位於下方之乾衣效果優於出風口位於上方 (表31)。七、相同時間(30分鐘)內，同為上方出風口，不同功率下乾衣效果之比較 (一)我們歸納出各功率下，6塊抹布減輕總重量如下： 600W，30分鐘6塊總和37.6克重 680W，30分鐘6塊總和42.3克重 1200W，30分鐘6塊總和78.9克重由右表 32 可看出功率越大，減輕總重量越多，乾衣效果較佳。 (二)又分析三種不同熱源功率其單位功率乾衣效果做比較時，也發現到三者約略相等。 (三)綜和討論(一)、討論(二)，可知因蒸發每一克重水量所需的能量是固定的，故在相同時間內高功率熱源下所蒸發的水量較多，所以平均每一瓦特蒸發的水量約略相等。八、後來我們以每一條乾布24.2克，吸水擰乾後為67.1克，將抹布置於空氣中（無風）， 8.5小時後抹布重量如右：平均每塊每小時減少3.8克，則約需11.3小時才能全乾，學生制服若需天天穿著，則晚上洗完衣服，隔天早上不會全乾。柒、結論一、出風口位於上方之設計可使烘衣機罩內達到較高溫度，但出風口位於下方之設計卻是讓烘衣機罩內各處溫度較為均衡。二、在最多40分鐘的烘乾過程，抹布減輕的重量與時間約呈正比關係。三、烘衣機罩出風口位於上方時，中層所形成熱對流現象，其風速較大，所以乾衣效果較佳。四、出風口位於下方時，各層測得的溫度互相蠻接近，但下層架乾衣效果較佳，我們認為應該是下層氣流較強，蒸發帶走水汽速率較快之故。五、當功率相同下，不同出風口之位置，減輕重量總和(乾衣效果)比較，出風口位於下方之乾衣效果優於出風口位於上方。六、不同功率的熱源，其單位功率乾衣效果做比較時，發現到三者約略相等。七、若衣服不使用烘衣機加以烘乾，晾一晚的時間實不能使衣服全乾。捌、參考資料及其他一、郭重吉(2012) 自然與生活科技南一書局企業股份有限公司二、認識飽和蒸汽表翰寧股份有限公司取自 http://www.bestav.com.tw/www/ele-00-01-4.pdf 三、蒸發速率與壓力、溫度關係 (2010) 取自http://blog.sina.com.cn/s/blog_4e1e04a10100lwyg.html 四、賴文哲 (2009) 蒸氣壓（Vapor Pressure）國科會高瞻自然科學教育資源平台取自http://case.ntu.edu.tw/hs/wordpress/?p=2717

摘要 利用自製烘衣機模擬市面上烘衣機的乾衣過程，探究功率高低及出風口位置對乾衣效果的影響，以及烘衣機罩中不同位置的乾衣效果。發現送風機器功率越高、出風口在下的乾衣效果最好，下層乾衣效果也最佳。