科學探究競賽 首獎探牛奶鍋為何總是先沸騰

2025科學探究競賽今天在台灣師範大學登場，大專社會組首獎探究鴛鴦火鍋中的科學奧秘，分析為何牛奶鍋總是比其他湯底更快沸騰，稍一不慎就會溢流到隔壁湯中。

由多所大學、科教館所共同合作主辦的科學探究競賽，鼓勵學子從日常生活取材，探究生活常見的科學迷思，並以繪畫、報告、短片等方式表達。今年度共有1280隊報名，1074隊完成繳件，累計有2887名參賽者。

大專社會組首獎由高雄師範大學教育所學生陳慈怡的作品「火鍋中的科學探秘：牛奶鍋為何總是率先沸騰？」奪下。她在吃鴛鴦火鍋時，發現牛奶鍋總是比其他湯底更快沸騰，進而嘗試從溶質、比熱、熱對流等角度分析。

研究指出，雖然牛奶的沸點比水高，但它的「比熱」卻比水低，使得在相同的加熱條件下，升高溫度所需能量較少，因而更容易達到沸騰。

另外，牛奶中的脂肪與蛋白質顆粒會影響熱對流，使得熱量無法快速擴散而集中在局部區域；加熱到攝氏70度時，乳清蛋白會在表面形成一層薄膜（奶皮），減少熱量喪失，使局部溫度更快升高。

陳慈怡提出的應對方法是低溫慢煮、適時攪拌，減少局部過熱與溢鍋風險。進一步應用於在家中加熱牛奶，則可選擇隔水加熱，避免奶皮過厚或燒焦。

技高組首獎則是高雄三民家商侯芊妘、張驊軒、林宜慶、王意晴的作品「探討TDS與咖啡粉細度對咖啡風味的影響研究」，他們愛喝咖啡，卻苦於外食費用高，因而思考如何透過居家沖煮，製作出既經濟又符合個人口味的高品質咖啡。

他們發現研磨細度與沖煮參數是影響風味的關鍵，實驗顯示，過細的咖啡粉可能導致萃取過度，TDS（總固體溶解）過高，導致風味濃烈、易苦澀；粉末過粗則可能導致萃取不足，TDS過低，風味偏淡。

研究結論指出，咖啡愛好者不需購買昂貴的磨豆機，只需花小錢購買篩網調整咖啡的萃取率，就能實現符合個人口感的濃度與風味。

台師大理學院院長陳界山表示，從今年的競賽中，看見科學在面對當代挑戰時的力量與希望，期許參賽師生引領台灣邁向更永續、更智慧的未來。國立台灣科學教育館館長劉火欽盛讚近年作品越來越創新且富有趣味，顯見學生們在科學教育上的不斷精進與突破。