勇闖海龍宮~~環保型波力發電潛水艇 

參與學生：王育涵、林宇亮、范宇碩、黃子馨、宋柏賢、陸靖
指導老師：余秀琴、秀朗國小蘇秀麗老師、楊怡靜老師

壹、   摘要

貳、   研究動機

參、   研究目的

肆、   研究問題

伍、   研究設備及器材

陸、   研究過程與方法

問題一：如何自製比重計瞭解海水和淡水的比重？

問題二：比較各種固體在海水中的浮力和密度？

問題三：渦輪葉扇的多寡會影響發電嗎？

問題四：那一種渦輪葉扇角度的發電照明度最強？

問題五：如何製造人工海浪使渦輪發電機發電？

問題六：潛水艇海水和淡水中空氣和水的比例與浮沉的關係？

問題七：如何製作環保型波浪發電潛水艇並使其產生電力？

問題八：不同流體中操作環保型波浪發電潛水艇能發電嗎？

問題九、潛水艇潛在水槽中，空氣、水、物體的關係如何？ 

柒、   研究結果

捌、   結論

壹、摘要

台灣是一個海島，海洋資源豐富，尤其波浪是海上力士，蘊藏著巨大的能量，因為能源即將短缺，所以我們要尋找替代能源以應能源危機。波力發電是一種新型的海洋資源，雖然還有很多難題，但我們還是努力的去試驗與探討。

我們利用伯努利原理與應用牛頓第三運動定律作用力與反作用力，模擬波浪上下起伏推動閘門，噴出高速氣流推動渦輪機，帶動發電機發電的神奇波力。於是共同設計製作簡易潛水艇渦輪發電機，在上浮下潛或陸地上測試流體的速度產生的氣流能否推動渦輪發電讓燈亮起來，並以電纜線送電至遠方以提供海洋上的船隻在大自然的環境中得到適當的能源。

貳、研究動機

隨著國際原油價格不斷的提高以及「京都議定書」在2005年2月16日正式實施後，溫室氣體減量勢在必行，而各國對於永續再生能源發展日益重視，正好上自然課康軒版第三冊第四單元「運輸工具與能源」的時候，老師也要我們想出對策來，如何節約能源，那些能源可以用來發電，經過我們的討論，認為海洋能的波力發電可產生潔淨的能源，可提供給人類乾淨舒適的生存環境，所以就以它為研究主題。

 我們先到東北角龍洞灣觀察海浪與參觀美崙公園裡的人工海浪設備，並以學校的游泳池和洗手台水槽作為我們試驗的場所，希望能製作出既環保型又可讓波力發電的潛水艇，除了提供陸上住家所需要的電力之外，更可以讓海洋上各種船隻的電力供應自給自足，以解決目前海上交通工具所需要耗費的大量能源。

參、研究目的

一、自製比重計瞭解海水的比重

二、瞭解固體在海水中的浮力和密度

三、瞭解渦輪的葉扇數、角度與發電機的關係

四、懂得利用人工海浪與游泳池、水槽實驗發電強弱

五、瞭解噴氣渦輪發電機與伯努利原理的關係

六、瞭解因高速氣流產生反作用力的定律

肆、研究問題

一、如何自製比重計瞭解海水和淡水的比重？

二、比較各種固體在海水中的浮力和密度？

三、渦輪葉扇的多寡會影響發電嗎？

四、那一種渦輪葉扇角度的發電照明度最強？

五、如何製造人工海浪使渦輪發電機發電？

六、潛水艇在海水和淡水中其空氣和水的比例與浮沉的關係？

七、如何製作環保型波力發電潛水艇？

八、不同流體操作環保型波力發電潛水艇能發電嗎？

九、潛水艇潛在水槽中，空氣、水、物體的關係如何？

伍、研究設備與器材

自製比重計、標準比重計、海水、水族箱、寶特瓶、各一立方公分的紅蘿蔔、熱熔膠、蠟、木頭、積木、肥皂、磁磚、石膏、塑鋼土、橡皮擦、黏土，玩偶、發電機、塑膠布、烙鐵、錫、水桶、三通接管、注射筒、迷你風力機、測光儀、量筒、天秤、安培計、發光二極體電燈泡、電壓計、錢幣、噴嘴、打氣筒、吸管、美崙公園人工海浪、學校游泳池、洗手台水槽、146實驗教室、漏斗、粗鹽、尺、螺帽、木板、鐵絲、磁鐵、防水漆、發射台閘門、粗細鐵絲、扣環、U型白鐵管束、圓型白鐵管束。

陸、研究過程與方法 

問題一、如何自製比重計瞭解海水和淡水的比重？

方法〈一〉自製比重計   

1、實驗材料：陶製小玩偶三個、鹽、海水和淡水。

2、實驗步驟：

（1）取500毫升的食鹽水（10g鹽）、海水、淡水，同時放入三個相同陶製小玩偶。

（2）觀察陶製小玩偶在食鹽水、海水、淡水中浮沉現象。

方法〈二〉標準比重計

1、實驗材料：各一立方公分的紅蘿蔔、熱熔膠、蠟、木頭、積木、肥皂、磁磚、石膏、塑鋼土、橡皮擦、黏土等，天秤、烙鐵、鐵片、海水。

2、實驗步驟：

（1）取海水50毫升注入比重計中確定海水比重為1.025。

（2）先把紅蘿蔔、熱熔膠、蠟、木頭、積木、肥皂、磁磚、石膏、塑鋼土、橡皮擦、黏土，各切成一立方公分。

（3）再用天秤測量物體的質量，放入十一個各500毫升有海水的量杯。

（4）算出密度和海水的比重，觀察是沉體還是浮體。

結果分析：

做這個實驗目的是要瞭解海水和淡水的比重，淡水是1，海水是1.025，若食鹽水加入越多的鹽比重就越多。紅蘿蔔、蠟、木頭、積木、塑膠的比重等於或小於1，肥皂、磁磚、石膏、塑鋼土、橡皮擦、黏土、的比重大於1。

測海水比重是1.025

測出淡水比重是1

用心測量物體的質量

表一-1一立方公分物體在海水中的比重（海水比重1.025）

問題二、比較各種固體在海水中的浮力和密度？

實驗各種物體在海水中的浮沉

方法〈一〉浮力和密度的關係

1、實驗材料：海水和淡水、各一立方公分的熱熔膠、黏土、橡皮擦、紅蘿蔔、蠟、木頭、積木、磁磚、塑鋼土、石膏、肥皂。

2、實驗步驟：

（1）把帶來的物體切成一立方公分正方體。

（2）拿天平測量物體重量。

（3）把物體放入水中，觀察它是沉還是浮並算出沉體浮力與浮體浮力。

結果分析 ：

根據沉體浮力等於物體體積乘以液體的密度，所以沉入海水中的物體如黏土、橡皮擦、磁磚、塑鋼土、肥皂、石膏有多少重量就有多少浮力。

浮體浮力等於物體重量也等於海面下的物體體積乘以液體的密度，所以浮在海面上的物體如熱熔膠、紅蘿蔔、蠟、積木其重量都小於1。

表二-1固體在海水中的浮力和密度

問題三、渦輪葉扇的多寡會影響發電嗎？ 

方法〈一〉固定水龍頭水柱的位置與水的沖力，測試渦輪葉扇發電的強與弱。

1、實驗器材：回收寶特瓶30個、發光二極體燈泡、發電機、測光儀、計時器 、烙鐵、錫、自來水、水桶。

2、實驗步驟：

（1）找回收的寶特瓶製作成2、3、4、5、6、8、12片的葉扇。

（2）將發光二級體的電燈泡銲接在發電機上。

（3）把發電機上的渦輪裝置在潛水艇上。

（4）打開水龍頭，將葉扇與水固定成90度。

（5）用測光儀測試發光二極體燈泡的照明度。

（6）測一次30秒，每測一次都取最高數值，連測三次，再取它的平均值。

（7）平均數值裡去比較哪一個葉扇的照明度最高。

結果分析：

做完實驗後，我們發現六片葉扇轉動所產生的照明度最高、發電力最強。

我們在海邊測試渦輪發電機

各種不同葉扇在三十秒內轉動產生的照明度

    在〈30〉秒鐘葉片轉動產生的照明度。

問題四、那一種渦輪葉扇角度的發電照明度最強？

製作各種形狀的渦輪

方法〈一〉前題以六片的渦輪葉扇〈照明度最強〉，再製成不同角度

1、實驗材料：自製潛水艇、量角器、寶特瓶、發光二極體燈泡、發電機、測光儀、鉗子、計時器。

2、實驗步驟：

（1）找回收的寶特瓶製作成六片的渦輪葉扇。

（2）把渦輪葉扇用鉗子壓出葉片與桌面夾角各0、30、60、70、80、90度。

（3）將發光二級體的電燈泡銲接在發電機上。

（4）把發電機上的各種角度渦輪裝置在潛水艇後方。

（5）把潛水艇的發電機渦輪放在水族箱的固定位置上

（6）打開水龍頭，把水桶放置在排水管下，以便回收使用，再將渦輪與水成90度沖擊葉扇

（7）用測光儀測試發光二極體燈泡的照明度。

（8）測一次30秒，每測一次都取最高數值，連測三次，再取它的平均值。

結果分析：

我們發現與桌面夾角80度的六片葉扇轉動所產生的照明度最高電力最強。

渦輪葉扇角度的發電照明度比較

在〈30〉秒鐘葉片轉動產生的照明度。

問題五、如何製造人工海浪使渦輪發電機發電？

方法〈一〉用水族箱和塑膠布製造人工波浪。

1、實驗材料：塑膠布、水族箱、雨衣。

2、實驗步驟

（1）討論製造人工海浪的方法：準備裝水五分滿的魚缸和塑膠布。

（2）用塑膠布鋪在水族箱的正下方，2人拉住塑膠布震動產生人工海浪。

（3）震動越大，人工海浪越大。

方法〈二〉利用小型的抽水機製造人工波浪。

1、實驗材料：水族箱、雨衣、抽水機、發光二極體燈泡、發電機、測光儀。

2、實驗步驟

（1）準備裝水的水族箱

（2）放插電型抽水機至水族箱，調整抽水機和人工波浪的適當角度

（3）裝有發光二極體燈泡的發電機（渦輪葉扇）讓波浪沖擊

（4）用測光儀測試發光二極體燈泡的照明度

方法〈三〉利用台北市美崙公園的手搖渦輪製造人工波浪。

1、實驗材料：雨衣、第一代潛水艇、注射筒、發光二極體燈泡、發電機、測光儀、塑膠閘門，顏色膠帶、布尺、錢幣、塑膠管、迷你風力機、寶特瓶

2、實驗步驟

（1）用手力轉動渦輪，每分鐘轉20下，再測試波浪的高度。

（2）在岸邊用布尺量每一公尺，用顏色膠帶做記號。

（3）觀察後浪推前浪，前浪速度每分鐘流至幾公尺。

（4）把第一代潛水艇放到最高浪前方，觀察發光二極體燈是否發亮。

結果分析：

1、用水族箱和塑膠布製造人工波浪效果差，比較不穩定。

2、用抽水機製作的人工海浪，可以使葉扇轉動並產生電力。

3、台北市美崙公園的手搖渦輪製造人工波浪讓潛水艇行進不穩定無法利用。

用手力轉動渦輪，每分鐘轉20下

在人工海浪下做第一代潛水艇發電實驗

放到最高浪前方，觀察發光二極體燈是否發亮。

問題六、潛水艇海水和淡水中空氣和水的比例與浮沉的關係？

方法〈一〉用注射筒打氣，測試要打多少空氣，潛水艇才會浮到水面上。

1、實驗材料：400毫升寶特瓶、透明塑膠管、注射筒、錢幣、水族箱

2、實驗步驟：

（1）將兩個水族箱內裝淡水和海水各2000毫升。

（2）將寶特瓶裝滿水放入水族箱中，用注射筒打氣，記錄要打多少氣體，潛水艇才會浮到水面上。

（3）將寶特瓶放在水面上，用注射筒抽水，記錄要抽多少水，潛水艇才會沉到水底。

結果分析：

    裝滿400c.c.水的潛水艇潛在2000c.c.海水中只要打氣到248c.c.的空氣就可以浮出水面，而在淡水中就要打氣到358c.c.才能浮上水面，可見海水浮力大。

第一代環保型波力發電潛水艇

滿水的潛水艇在海水和淡水中打多少空氣才會浮上來（注射筒打氣）

問題七、如何製作環保型波力發電潛水艇並使其產生電力？

方法〈一〉先製作渦輪發電機到和美國小海邊測試（95.1.1）

1、實驗材料：簡易型發電機、發光二極體電燈泡、熱熔槍、熱熔膠、烙鐵、錫、水桶、寶特瓶

 2、實驗步驟：

（1）把發光二極體電燈泡銲接在簡易型發電機上

（2）寶特瓶切成一半，留下瓶口部分，剪成各種造型的葉扇

（3）把葉扇裝在發電機的齒輪軸軸心上，用一條釣魚線繫住

（4）把渦輪發電機投入大海的波浪中，測試發光二極體電燈泡是否會在波浪的上下起伏中發亮。

方法〈二〉製作第一代潛水艇到美崙公園利用人工海浪（95.2.7）

1、實驗材料：雨衣、第一代潛水艇、注射筒、發光二極體燈泡、發電機、測光儀、塑膠閘門，顏色膠帶、布尺、錢幣、塑膠管、迷你風力機、寶特瓶

2、實驗步驟

（1）製作第一代潛水艇，取360毫升的寶特瓶，前、後各挖一小孔，作為海水的進出孔

（2）用熱熔膠把錢幣黏在寶特瓶底部的中央，做為穩固艇身的功用

（3）調整錢幣數量位置，使它保持平衡

（4）在寶特瓶上端另挖兩小孔，插上塑膠管，接上注射筒、迷你風力機

（5）寶特瓶前後裝上有渦輪及發光二極體燈泡的發電機

（6）把第一代潛水艇放在美崙公園的人工波浪上，並在岸邊測量，每隔一公尺做一個記號

（7）把塑膠閘門架在水中，讓水推動水流，觀察潛水艇的渦輪是否讓發光二極體燈泡亮起來。

到東北角龍洞灣的海邊實測

組員趴著實驗渦輪發電機

組員取海水回去實驗

用力壓讓水柱帶動渦輪轉動

量量看人工波浪有多長

以注射筒控制潛水艇的浮沉

方法〈三〉製作第二代潛水艇到秀朗國小游泳池測試（95.2.26）

1實驗材料：雨衣、第二代潛水艇、發光二極體燈泡、發電機、測光儀、木板閘門（噴氣發射臺）、防水漆、顏色膠帶、布尺、打氣筒、10公尺的鐵絲纜線、600c.c.寶特瓶、泳具配備、錄影機、圓型白鐵管束、U型白鐵管束、細鐵絲、六、四葉扇的渦輪

2實驗步驟

（1）    製作第二代潛水艇（都是六、四葉扇的渦輪），準備600毫升的寶特瓶6個（六葉扇一組，四葉扇一組，各三個）。

（2）    在每個寶特瓶外殼每隔5公分套上圓型白鐵管束，共2個。

（3）    發電機用瞬間膠和熱熔膠焊上U型白鐵管束，接在各個寶特瓶的底部、右側、下側。

（4）    在圓型白鐵管束上接上等長的鐵絲環。

（5）    應用水火箭的發射臺製作成木板閘門，並在鐵絲及所有器材塗上防水漆。

（6）    架設10公尺的鐵絲纜線在發射臺的起點和終點上。

（7）    把3種裝在不同位置的渦輪發電機潛水艇接在起點閘門的噴嘴上。

（8）    依次把潛水艇裝水100c.c.,200c.c.,300c.c.,400c.c.。

（9）    用打氣筒打氣至90  Lb/in²，發射讓渦輪發電機潛水艇吊在纜線上前進。

（10）觀察每一種渦輪發電機潛水艇前進的速度和發電的情況。

結果分析：

第二代潛水艇在水中所推動的渦輪產生電力，以加水200c.c. 長方形四葉扇渦輪在側邊的燈最亮，所以第三代潛水艇將以四葉扇渦輪裝置在潛水艇兩側。

用測光儀測試渦輪發電機

裝上噴嘴以便集中氣流

表七-1    六葉扇（長方形）在水中行進的情況

表七-2    四葉扇（長方形）在水中行進的情況

 表七-3    葉扇渦輪在單側（長方形）在陸地上行進的情況

問題八、不同流體中操作環保型波力發電潛水艇能發電嗎？

方法〈一〉液體注入第三代潛水艇控制在纜線並讓它浮出游泳池水面測試。

1、實驗材料：銅線、雨衣、第三代潛水艇、發光二極體燈泡、發電機、測光儀、木板閘門（噴氣發射臺）、防水漆、顏色膠帶、布尺、打氣筒、10公尺的鐵絲纜線、600c.c.寶特瓶、1000 c.c.寶特瓶、泳具配備、錄影機、圓型白鐵管束、U型白鐵管束、細鐵絲。

2、實驗步驟（95.3.5）

（1）製作四葉扇的渦輪兩組以便替換。

（2）改造潛水艇成為雙側的渦輪，潛水艇裝水從0~400㏄.。

（3）增加製作潛水艇梭形前端，潛水艇底部裝滑板以減阻力。

（4）纜線上平行雙勾，木板閘門（噴氣發射臺）在岸上打氣進潛水艇。

方法〈二〉固體放進第三代潛水艇控制在纜線讓它沉入游泳池裡測試。

1、實驗材料：同方法〈一〉

2、實驗步驟：

（1）因水壓的關係要改變空氣艙（潛水艇）內容物為固體。

（2）潛水艇不裝水改裝200克磁鐵。

（3）木板閘門（噴氣發射臺）在岸上打氣到潛水艇裡。

方法〈三〉將水注入第三代潛水艇不用纜線直射測試。

結果分析：

    潛水艇的雙側都有渦輪，在水上噴出的距離比單側渦輪遠，也能發電讓燈亮起來，而水中因浮力大，所以潛水艇要放入固體才可打氣進去並沉入水中，但噴出距離短，也看不清楚燈泡是否發亮，在陸地上實驗在五公尺左右就可以發亮。

在做高速噴氣渦輪發電實驗

先在陸地上測試噴氣高速氣流

表八-1    兩側有渦輪發電機於不同流體行進的距離與發電亮燈

問題九、潛水艇潛在水槽中，空氣、水、物體的關係如何？

方法〈一〉、不同量的液體、氣體、固體置入第四代潛水艇（600c.c.）控制在纜線並讓它潛入水槽中測試。

1、實驗材料：銅線、第四代潛水艇、發光二極體燈泡3個、簡易發電機、木板閘門（噴氣發射臺）、防水漆、布尺、打氣筒、五公尺的鐵絲纜線、600c.c.、330 c.c.、1000 c.c.寶特瓶、圓型白鐵管束、U型白鐵管束、細鐵絲、螺帽。

2、實驗步驟（95.6.4）

（1）焊接發光二極體燈泡在簡易發電機導電板上及

（2）製作四葉扇的渦輪三組分別裝在潛水艇圓型白鐵管束的左、右側、頂端，潛水艇裝水150c.c.、300c.c.、400c.c.。

（3）陸續加入螺帽4、5、6、7、8、9、10個。

（4）潛水艇掛在纜線上，在木板閘門（噴氣發射臺）後方打氣，讓潛水艇充滿空氣，再潛進水槽中，準備發射。

（5）測量噴射出去以後的距離與觀察發光二極體燈泡是否發亮。

方法〈二〉不同量的液體、固體注入第五代潛水艇（330c.c.）控制在纜線並讓它潛入水中測試。

1、實驗材料：同方法〈一〉

2、實驗步驟：同方法〈一〉

方法〈三〉不同量的液體、固體注入第六代潛水艇（1000c.c.）控制在纜線並讓它潛入水中測試。

1、實驗材料：同方法〈一〉

2、實驗步驟：同方法〈一〉

結果分析：

潛在水槽深度都在15c.m下第四代600c.c.的潛水艇各裝水150c.c.、300c.c.、400c.c，第五代330c.c.的潛水艇注入100c.c的水，第六代1000c.c.

的潛水艇注入200c.c.時的水內裝8個或9個螺帽潛進水槽中的速度最快並最遠，而三個渦輪發電機全部亮燈。

製作完成的第四代潛水艇

利用水槽作噴氣渦輪發電實驗

表九-1   裝水150c.c.於600c.c.的潛水艇

表九-2    裝水300c.c.於600c.c.的潛水艇

表九-3    裝水400c.c.於600c.c.的潛水艇

柒、研究結果

一、潛水艇為何能在海上上浮下潛？海浪上下起伏威力有多強？它能發揮電力的功能嗎？要配合怎樣的「渦輪發電機」才能在實驗中讓它發電？我們很好奇所以請老師帶我們到東北角龍洞灣和美國小海邊勘察，並對大海身家調查起來，首先我們想瞭解海水和淡水的比重到底一不一樣，組員各自取回海水共六公升，經過自製比重計和標準比重計實測得知淡水是1，海水是1.025，若食鹽水加入越多的鹽比重就越多。紅蘿蔔、蠟、木頭、積木、熱熔膠製作的比重計等於或小於1，肥皂、磁磚、石膏、塑鋼土、橡皮擦、黏土、製作的比重大於1。

二、為了要選擇實驗器材讓糢型較能適用於海水中，製作十一種一立方公分的物體並算出沉體浮力〈等於物體體積乘以液體的密度〉，所以沉入海水中的物體如黏土、橡皮擦、磁磚、塑鋼土、肥皂、石膏有多少重量就有多少浮力。

又算出浮體浮力〈等於海面下的物體體積乘以液體的密度〉，所以浮在海面上的物體如熱熔膠膠、紅蘿蔔、蠟、積木、木頭其重量都小於1。

三、第一次自製焊接實驗用的簡易發電機技術很差，發光二極體的燈和導電板常脫落並失去導電功能，經不斷練習終於成功。轉動齒輪能讓燈亮起來。各接2、3、4、5、6、8、12片的葉扇，並請爸媽和老師帶我們到東北角龍洞灣和美國小海邊實驗，但因不懂海浪衝擊力那麼強，所有的葉扇質地太軟，簡易發電機綁在釣魚線上仍然被浪衝走。於是我們改變實驗場所和採用硬度高的寶特瓶製作成渦輪葉扇，在實驗室走廊水龍頭下各實驗三次計二十一次用測光儀測出其照明度，水龍頭下有水桶回收再使用，終於我們發現六片渦輪葉扇轉動所產生的照明度最高、發電力最強。

四、除了渦輪葉扇數的問題之外其角度是否也有關係，於是我們又設計一個量角度的方法〈渦輪葉扇全張開面平貼桌面角度為0⁰，越縮離桌面角度越大〉，並在水龍頭下實驗二十四次用測光儀測出其照明度，結果我們發現與桌面夾角80⁰的六片葉扇轉動所產生的照明度最高電力最強。

五、因安全問題組員認為實驗時不用到海邊，可以自製人工海浪，於是討論結果先用水族箱和塑膠布製造人工波浪，組員說是從科學探索頻道看到鐵達尼號電影拍片道具，經試驗幾次發現塑膠布無法撐住水的重量常溢出來，效果差不穩定，另想辦法。於是組員又想到可以用抽水機馬達來製作人工海浪，經實驗，雖可以使葉扇轉動並產生電力但要調整適當位置不穩定。後來組員又想到曾校外教學參觀過台北市美崙公園的手搖渦輪製造人工波浪處，正好可以讓我們在這裡實驗，並帶去第一代發電潛水艇實地操作，組員輪流用手搖一分鐘二十下，很辛苦實驗也不穩定。最後因為組員有三位是游泳班選手，提議借用學校游泳池實驗，這樣的資源安全場地真實、寬敞，組員都同意，但因水壓大不易觀察最後潛入水中實驗部份選在學校水龍頭洗手水槽。

六、我們要知道潛水艇上浮下潛的原理，參考資料中有很多簡易的製作方法與解說，問題六最主要的是想知道潛在海水中的潛水艇（裝滿水潛在水裡），要如何讓它浮起來，於是就以淡水中的潛水艇對照實驗，並請游泳選手述說游泳時如何潛水與換氣，實驗結果就是裝滿400c.c.水的潛水艇潛在2000c.c.

海水中只要打氣到248c.c.可以浮出水面，而在淡水中就要打氣到358c.c.水面，可見海水浮力大。

七、第一代波力發電機潛水艇用的是360c.c.容量的寶特瓶，在水中重量不夠與重心不穩，所以第二代就改進成600c.c.容量的寶特瓶，發電渦輪機裝在前端、左側、下方，並自製噴射氣流的閘門發射板，為了控制波力發電機潛水艇，不受水流的摩擦力與阻力影響，在閘門發射板起點與終點加上纜線十公尺，波力發電機潛水艇吊扣在纜線上，打氣的唧筒上下起浮如同海浪，潛水艇內加水0c.c~400c.c依照裝水容量的順序，於陸地上、游泳池嘗試噴射，結果第二代潛水艇以加水200c.c.在水中的高速氣流所推動的渦輪能產生電力讓燈亮了起來，長方形四葉扇渦輪在側邊的燈最亮，驗證伯努利原理在不同的流體中（空氣和水）高速噴氣形成的氣流（風）能讓渦輪帶動發電機，這和問題三在水龍頭下實驗後發現六葉扇（長方形）渦輪最能發電的情況有出入，原因是實驗場所不同，於是又回到陸地懸空再試一試，並做為製作第三代改進的參考。所以第三代波力發電潛水艇將以四葉扇渦輪裝置在潛水艇兩側，並在前端裝置梭型減少水中阻力。

八、第三代波力發電潛水艇在不同的流體中若浮在水面可以快速度前進至十公尺以上，並且於五公尺就可看到亮燈，表示已發電。若在陸地上一公尺處就能發電，若在水底下因為水壓的關係必須裝滿水才能沉下去，這樣就無法打氣，於是就在潛水艇中放入固體磁鐵片代替水，仍然可以打氣之下發現潛在水中仍可噴射前進至五十公分遠，但是燈的亮度模糊不容易看出，組員討論結果繼續改良製作第四代容量1000c.c.特大號寶特瓶的「波力發電潛水艇」，並用吸管並排串起來當滑板加裝保特瓶底部重心處以減少水的摩擦力，在陸地上已試過加水400 c.c.可以噴射到20公尺遠，渦輪帶動發電機從「動能」產生「電能」讓燈亮很久，相當理想與成功。

九、為了容易觀察，最後潛入水中部份選在學校水龍頭洗手水槽實驗，潛入水槽

  深度都在15cm下，第四代600c.c.的潛水艇各裝水150c.c.、300c.c.、

400c.c、第五代330c.c.的潛水艇注入100c.c的水、第六代1000c.c.的潛水艇注入200c.c.時的水內裝8個或9個螺帽潛進水槽中的速度最快並最遠，而三個渦輪發電機全部亮燈。

捌、結論

用心製作閘門噴嘴孔

一、我們應用有趣的「水火箭原理」去驗證「波力發電潛水艇」的可行性，當海浪來時，水位上升，壓縮閘門上部高速的空氣由上方出口排出，而上方出口則安裝一個像風扇一樣的葉片（安置在潛水艇兩側），風力的作用轉動葉片用以發電。

二、臺灣四面環海，全島共擁有1,488公里的海岸線，沿海地區由於受到強大季風的吹拂，波浪能源蘊藏量可說是極為豐富，是一項可觀的海洋資源，如何有效利用海浪所攜帶之能量來發電，也是我們盼望追求的目標。而根據統計（劉百清，2006），每一公尺的海岸有八仟瓦的電量，總計可達八百萬仟瓦，利用海浪波力發電船是成本最低又不會造成污染的乾淨能源，除了發電功能外，在休閒方面可做為海釣船發電使用。

三、波力發電就是以海浪發電裝置將海浪「動能」轉換成「電能」，為了吸收波能，它運轉的形式完全是要靠波浪上下振動特性而設計，所以我們以打氣筒上下壓縮利用穩定槓桿運動代表波浪動能並控制氣流，然後再加以利用氣流造成的風讓渦輪發電機發電，而潛水艇上的纜線代表輸送電力的媒介。

四、在實驗中瞭解波浪的能量會逐漸散失於水中摩擦力和阻力造成碎波的，所以第四代的「波力發電潛水艇」底部加裝吸管滑板以減低摩擦力和阻力。

五、在水龍頭下實驗渦輪發電機時水的沖力要和葉面成90⁰，才能產生電力，所以我們發現角度不同也會有不同的反應，與桌面夾角80⁰度的六片葉扇轉動所產生的照明度最高電力最強，因為「位能」由上而下集中沖力接觸水的點最多。

六、用水族箱和塑膠布製造人工波浪效果差不穩定。用抽水機的人工海浪，可以使葉扇轉動並產生電力，但要隨時調整位置。台北市美崙公園的手搖渦輪製造人工波浪讓潛水艇行進不穩定無法利用。

七、從第一代到第三代「波力發電潛水艇」使用的寶特瓶360c.c到1000c.c.

，於游泳池的深度實驗最理想的「波力發電潛水艇」是1000c.c.，因為實驗時1000c.c.寶特瓶的水量比例為空氣：水＝3：2經噴氣產生反作用力而成高速氣流（風）轉動渦輪產生電，在陸地懸空吊纜射出距離超過20公尺，四葉扇渦輪在兩側的燈最亮，葉扇渦輪要面向前方才能迎風轉動，從這裡我們也學到了許多的物理現象。

八、經過改良結構與選擇水槽實驗第四代600c.c.的潛水艇裝水400c.c內放8個螺帽潛進水槽中的速度最快並最遠，三個渦輪發電機全部亮燈，第五代330c.c.的潛水艇和第六代1000c.c.的潛水艇都較不穩定，渦輪發電機機的燈只亮兩側。

大家準備器材出發去實驗

共同在電腦上繪圖設計模型