核心概念
物理學
熱量
溫度
絕緣
引言
冷卻器是如何保持物體低溫的？哪種材料的絕緣效果最好？試試這個專案，看看冰塊從冰箱裡取出後能保持多久不融化！
背景
你是否使用過保溫午餐盒或袋子來裝學校午餐，或者使用冷卻器來裝野餐食物？為什麼不直接把食物扔進紙袋或普通盒子？冷卻器到底有什麼特別之處？你將在這個專案中找到答案——但首先讓我們瞭解一下熱傳遞。
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熱量自然地從高溫流向低溫。你可以透過觀察（和感受）熱飲來觀察到這一點。一杯熱巧克力最終會冷卻下來並達到室溫。在這種情況下，熱量從熱飲流向較冷的環境。一杯冷水最終也會達到室溫。在這種情況下，熱量從較溫暖的環境流向較冷的杯子。
熱是物質中分子之間的振動和碰撞。熱量在物體之間移動有三種不同的方式：傳導、對流和輻射。當物體彼此直接接觸時，就會發生傳導。當你觸控冰塊或熱杯子時，你會感覺到傳導。當流體（如空氣或水）流過物體時，就會發生對流。對流可以是自然的（例如，熱物體，如爐子上的平底鍋，會加熱周圍的空氣，導致這種較熱的空氣上升）或強制的（例如空調中的風扇）。當你在寒冷的冬風中站在外面並感到寒冷時，你會感覺到對流。最後，熱量可以透過電磁輻射傳遞。最值得注意的是，當你站在陽光下時，你可以感覺到這一點。你可以感覺到陽光照射在皮膚上的溫暖——即使太陽距離你數百萬英里，中間是真空的空間（所以沒有允許傳導或對流的物質）！
熱量從一個地方流向另一個地方的方式有很多種。這使得保持食物冷藏（或加熱）成為一項挑戰。如果熱傳遞一直自然發生，你如何阻止熱傳遞？或者你至少如何減緩它，使你的食物不會變質？關鍵是絕緣！隔熱材料是幫助降低熱傳遞速率的材料。有些材料是熱的不良導體，因此它們是很好的絕緣體，可以減緩熱傳導。其他材料可以阻擋可見光或紅外光中的輻射。在這個專案中，你將製作自己的冷卻器，並探索絕緣如何幫助冰塊不融化（至少暫時不會融化）。
材料
兩個大小相同的塑膠食品儲物容器（其中一個需要有一個緊密的蓋子）。
冰塊（至少兩個大小相同的）
兩個塑膠拉鍊袋或匹配的較小食品儲物容器/杯子，可以放入較大的容器中
一個工作表面，你的兩個容器將在那裡平等地暴露於外部熱源（如陽光或通風口）。（為了加快活動速度，將你的容器放在陽光下和/或在溫暖的日子裡拿到室外。）
絕緣材料，如棉球、氣泡膜、皺巴巴的紙等（不止一種是可選的）——足夠大致填滿你的一個大食品容器
準備工作
用絕緣材料大致填滿你的一個塑膠容器的內部。這就是你的“冷卻器”。
將一個拉鍊袋或較小的塑膠容器放入每個較大的容器中（確保絕緣容器上的蓋子能夠完全關閉；移除任何需要的絕緣材料，直到蓋子可以關閉；暫時保持開啟狀態）。
步驟
在你的每個較小的容器或袋子中放入一個冰塊。
快速蓋上“絕緣”冷卻器容器的蓋子。（不要在另一個較大的容器上蓋蓋子。）你認為哪個冰塊會持續最久？
如果你的工作場所不是很溫暖，冰塊可能需要一段時間才能融化。去做其他事情15分鐘，然後再回來。現在開啟的容器中的冰塊有多大？
根據融化的速度，繼續定期檢查冰塊。持續檢查直到它完全融化。
一旦冰塊融化完畢，開啟你的冷卻器並檢查裡面的冰塊。它也完全融化了嗎？如果沒有，它有多大？
額外內容：嘗試製作多個具有不同絕緣材料的冷卻器——甚至在單個冷卻器內組合多層絕緣材料。哪種材料（或哪些材料）使冰塊融化的時間最長？你認為這是為什麼？
額外內容：這是我們在這個專案中尚未考慮的事情：空間！如果你的冷卻器裡有空間放食物和飲料，而不是主要用絕緣材料填充，那可能會更好。再次嘗試該活動，但將絕緣材料緊緊地塞在牆壁上，以便在容器中留出更多空間。這會改變冰塊融化的速度嗎？你能用不同的材料最佳化這種設計嗎？
觀察和結果
當開啟的容器中的冰塊最終融化時，你可能會發現絕緣容器中的冰塊仍然幾乎是原來大小的一半！將冰塊放入密封的絕緣容器中，可以大大減少它透過傳導（因為絕緣材料不是熱的良好導體）和對流（因為蓋子是密封的，額外的空氣無法在冰塊周圍流動）獲得的熱量。如果你的絕緣材料是不透明的，它還可以減少透過輻射傳遞的熱量——儘管這在陽光下比你在室內進行活動時是一個更大的因素。
思考一下你在這個活動中學到的東西，以及它與真實冷卻器的關係。例如，你見過透明的冷卻器嗎？為什麼那會不太理想？如果你想保持物體低溫，是最好讓冷卻器蓋子開啟還是關閉？如果你需要長時間保持物體低溫，你會使用輕便、薄壁的冷卻器還是壁較厚的冷卻器？你在這個活動中學到的東西如何影響你打包午餐或野餐的方式？
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