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高級中等學校組

鉛萬別放棄-硫酸鎂對失效鉛蓄電池的影響

車用電瓶的蓄電力下降主因為極板產生了不可逆的硫酸鉛結晶,俗稱硫化。使電池恢復效能的方法之一:加入含硫酸鎂的化學試劑。本實驗利用鉛片自製蓄電池,模擬生活中電瓶在重覆使用下,其正、負極產生硫酸鉛的情形,並測定放電續航力。在電解液中加入不同濃度的硫酸鎂,其對極板結晶與放電續航力的恢復率呈正相關;實驗中發現,硫酸鎂會降低充電時陰極產生氫氣的速率。接著探討在不同的時機點加入硫酸鎂,結果顯示在充電前加入硫酸鎂的效果最佳。進一步研究不同鹽類(鎂鹽或硫酸鹽等),其中只有硫酸鋁可提升續航力,而硫酸鋁、硫酸鎂和硫酸鉛三者皆為單斜晶系。最後,我們將此結果運用到車用電瓶上,發現硫酸鎂對其續航力確實有明顯提升。

穿針凝水—利用針尖除溼集水

本研究藉由仿生沐霧甲蟲,利用物理方法設計針尖除濕器,探討不同種類針尖、不同針尖長度與其除濕能力的關係,並將設計的除濕器與市售除濕劑的比較。研究結果發現當在相對濕度為99.9%時,使用針灸針當作針尖,除濕能力可比市售水玻璃優良,且將針灸針的針尖噴上防水噴霧後,其除濕能力更是可媲美市售除濕劑「克潮靈」。而在測試相對濕度90%時,發現將除濕器通電可大幅提升除濕能力。又「克潮靈」所收集到的水為弱鹼性,若倒進土壤易造成傷害;水玻璃則在還原使用時需大量耗能,但本除濕器克服兩者缺點,使除濕過程不需大量耗能且收集到的水可重複使用,非常符合環保的需要。

膠體銀對植物種子萌發的影響

本研究嘗試用銀做為兩電極於水中電解形成的膠體銀(Silver Colloid)做為主要研究對象,經實驗發現以500毫升蒸餾水、使用30 V電壓電解2小時產生的膠體銀濃度是最穩定。使用不同濃度的膠體銀探討對植物發芽時產生的黴菌以及後續植物生長的影響。經由實驗後發現,濃度高的銀膠水在浸泡植物種子(花生、玉米)1個小時即可以有效的抑制發芽時期黴菌的生長。

以自製光譜儀進行優養化程度評估之探討

本研究利用優養化評估方法─卡爾森指標,以測量總磷、葉綠素、透明度之值評估校園內四個不同水體的優養化程度,並輔以氨氮及溶氧度(DO)進行判斷,並嘗試使用自製光譜儀對水樣進行吸收度之觀察,未能找出其吸收度與卡爾森指標之顯著關係。

追星族-自製全自動追星儀

太空探索日漸發達,夜空中的亮點不再只是單純的遠方恆星,也有可能是火箭、衛星或飛機等,以肉眼遠望夜空時經常會出現將星體與上述物體混淆的情形。若要更深入觀察及追蹤那些亮點,大多依靠望遠鏡和赤道儀的輔助,其中傳統赤道儀使用方法多為手動操作,本研究希望將這些手動的部分全部改為自動的模式,使其在使用上更為方便。 為使機器達到全自動,本次研究是以Arduino平台作為核心,結合步進馬達、九軸感測器、全球衛星定位模組及相機仿造著赤道儀製作出的全自動追星儀,而程式方面則是藉由方位角以及高度角的公式推導來找出正確的物體位置並以適當的轉動速度追蹤該物體,讓使用者不再需要手動操作儀器,體驗更便利的觀測方法並擁有舒適的夜觀生活。

電磁砲!真的還假的?

本研究在探討電磁炮射出的鐵棒初速,研究其與電容數量、電壓大小、漆包線線圈長度、線圈密度之關係。利用電容瞬間放電之特性,漆包線在極短時間內流經電量,使線圈電流達極大。當電流通過線圈時,根據電流磁效應會產生磁場形成電磁鐵枝效果,將鐵棒吸引並射出。量測上以軟體tracker及光電閘兩種不同方法測得時間數據,分析得鐵棒射出初速。 最後得知發射速度因為漆包線線徑安全電流上限影響,有很大的限制。因此討論線圈線徑將可能因達到電流上限無法順利發射。發射速度大致上與電壓大小、線圈密度、電容數量有正相關。改變電容數量與電壓最顯著,改變線圈密度將有可能因纏繞半徑太大而有終端速度產生。

透明葉窗型多肉植物繁殖與錦斑研究

本研究以多肉植物百合科-萬象(Haworthia maughanii)為實驗植株,以生長激素(Auxins & Cytokinins)配比、花梗(inflorescences node)與不定根等組培技術,建立植株的再生系統,再運用組織培養技術( tissue culture)添加植物激素(Plant hormone)照射紫外線(Ultraviolet),提升植物變異藉以增加錦斑(Variegatus)的機率。研究結果顯示,不定根組培方式、生長激素他配紫外線照射,其誘發的錦斑效果皆優。

誰「砂」了藻礁?—埋砂對藻礁生態的影響

桃園沿海藻礁生態地位重要,具有豐富生態、防波與研究地球氣候變遷價值,而可能造成藻礁死亡的有以下三點:工業廢水汙染、海岸建設破壞與周邊建設帶來的淤砂掩埋。 本研究旨在探討埋砂對於藻礁生態的影響,以人工海水混原生地海水架成的海水缸進行淤砂模擬實驗,分別埋0.1cm三天及五天、0.5cm四天、3cm三至五天、6cm四天,用Diving-PAM測埋砂前後的光合作用效率變化。在埋砂3cm五天的實驗組中,發現殼狀珊瑚藻由紫轉橘,Fv/Fm值下降至0.046。持續追蹤觀察後,由橘轉白並喪失光合作用的能力。 由結果推測,殼狀珊瑚藻光合作用效率約在低於0.300時會有橘色色塊,若降至0.045則會逐漸轉白且無法復原。未來可望加入更多變因,並期待藉由本研究能喚起大眾對於藻礁生態的重視。

千金難買藻紙道-絲藻再生紙的製作與性質分析探討

本研究的主題是絲藻(Rhizoclonium sp.)再生紙的製作。因製紙原料取材自樹木,導致資源消耗及環境破壞,同時台灣魚塭中的絲藻也對環境及人類生活有許多負面影響,因此以環境保護為目的,我們設計了一系列實驗,以不同組成比例(25%、50%、75%,0%為對照組)與組成材質間的不同攪碎時間(藻漿15秒、30秒、45秒,紙漿30秒、60秒、90秒)為操縱變因,來比較成品於吸水性、吸油性、及可抗張力間的性質差異。最後歸納出低藻含量的再生紙適合作書寫用途,而高含藻量的再生紙具極佳的抗吸水性及抗吸油性,可發展成市面上的包裝紙袋。未來希望能進行更加詳盡的性質測試,嘗試增加紙張的強度,並深入探討其實際應用性。

剰食傳說-水果米飯麵包的製作與探討

本研究之目的在緩解營養午餐之剩食問題,以剩餘白米飯(台梗14號)、水果(蘋果、香蕉、奇異果)製成水果米飯麵包。首先以米飯加入麵包中,實驗得出米飯添加之最佳比例為43%。再者,將水果研磨成水果粉,減少冷藏之體積,並比較添加新鮮果汁與水果粉之差異,發現蘋果米飯麵包(包括新鮮果汁或水果粉),在密度、口感均優於香蕉和奇異果米飯麵包。此外,本研究亦採用品評分析,得知同學對蘋果米飯麵包的喜好度極佳。最後探討影響奇異果和香蕉米飯麵包成型不完全原因,得知Actinidin為香蕉米飯麵包成型不完全原因,奇異果則受Actinidin和酸鹼值影響。