全國中小學科展

第57屆--民國106年

溫度旅程

近幾年溫室效應加劇,天氣越來越熱,為了降低教室溫度我們希望研究出哪種隔熱材料效果最好,我們分別探討不同材質、不同顏色、不同窗戶開法、不同遮蔽物及偏光片對室溫的影響,實驗後發現:1.材質以紙箱效果最好;2.顏色部分最佳防熱顏色為白色及紅色;3.最佳降溫窗戶開法為全鏤空,而綠建築廣為使用的中懸窗反而不是最佳降溫效果的窗戶;4.遮蔽物的部分各項材料效果則相差不大,隔熱磚、黑網、反光材料及保麗龍皆可達到差不多的隔熱效果;5.市面上完全沒有偏光片對隔熱的研究,研究發現,偏光片在隔熱效應部份優於透明塑膠片,在中午太陽直射時溫差甚至有10℃之多,又可調整進入室內的光線量,是很好的隔熱材料。

茶飲杯薄膜去除自動分類裝置

茶飲杯在飲料喝完後,使用者無法將薄膜割除,以致於茶飲杯亂丟,大杯與小杯無法分類,薄膜未除造成無法堆疊,造成垃圾佔的空間增大,使垃圾場一座一座蓋,塑膠杯與紙杯又同在一起,造成環保人員疲於奔命,問題一大堆… 本研究即想要在一個集中點收集數量很多的茶飲杯,製造出一台機器,能解決茶飲杯造成的環保問題,無論大杯或小杯,也無論是紙杯或塑膠杯皆能自動分類堆疊成一堆,讓環保人員輕鬆的處理茶飲杯的問題,讓垃圾場減量,解決環保問題。 本研究讓操作人員將喝完的的茶飲杯,無論是紙杯或塑膠杯,無論是大杯或小杯,都能自動除膜、自動分類與自動堆疊,這一部機器做出來,是解決茶飲杯無法分類的好方法,符合環保理想。

「濃」、「卷」、「鋒」-雲與天氣變化之探討

我們對埔里的雲況做了三年的觀察,並嘗試利用各種分析方法來探討雲與天氣變化之關係。研究成果略述如下:(1).在卷雲與總雲量變化方面:我們發現了AL-4和AL-Ccon二個法則,可以用來預測總雲量的劇烈改變。(2).在卷雲與下雨預測方面:我們發現若雲況符合AL-FC法則,則8小時之內一定會下雨;若再搭配CAPE、風切、濕度等條件,更可以用來預測主降雨區的雨量大小。(3).在冷鋒方面:我們發現台灣低壓-冷鋒系統形成前3天,都會出現大量的層狀高積雲,而且上方大氣都會有很強的逆溫層或穩定層(通常會持續到鋒面形成當天);至於來自大陸的冷鋒當中,我們發現有三種類型是可以用雲況來確定鋒面是否即將到來。

顆粒體大逃亡

本實驗在開口限縮之傾斜軌道上放置障礙物,觀察顆粒體於軌道上的流動現象。當單一障礙物在軌道上特定位置時,可明顯增加顆粒體的平均流率(最大可增加達無障礙物時的55%),但此位置範圍很小。障礙物在此範圍內時能有序分流顆粒體,且在分析後發現,可由顆粒體直徑、障礙物尺寸、開口寬度及邊界與開口的夾角推導出障礙物擺放位置範圍的方程式,但障礙物的幾何形狀會有所影響。障礙物放置於不同位置時,開口處的顆粒體流動狀態可分為兩類:「密集流態」與「稀疏流態」,兩流態間有一轉變的臨界值存在,類似於液態與氣態間的相變。最後,發現雙障礙物比單障礙物更能提升顆粒體的平均流率(最大可增加達無障礙物時的60%),值得進一步探討。

輕功水上飄

楊氏方程式的接觸角大於140度時,滴下去的水滴不會跟培養皿上的肥皂水融合,而是產生超疏水性現象,實驗顯示當水滴落下高度為1cm時,水滴最容易成形,成功機率最高,因為邦德數大於1,表面張力之影響不納入考量,所以濃度對水滴成功率幾乎沒有影響,而頻率則是受到了單位時間內水滴所受波形向上的力F/t之影響,進而影響到水滴成功率

花鐘「光」陰

我們以野外常見的翠蘆莉為研究對象,觀察翠蘆莉的開花時間與光週期之關係,若我們改變時差或光週期則對生物時鐘的規律會有某種程度的干擾,時差三小時會對植株造成開花時間提早的影響,且恆亮或恆暗環境中,原本規律的開花週期明顯被瓦解,恆暗環境會抑制花芽發育及開花律動。我們進一步發現藍光是啟動開花的重要波長,而紅光則和維持開花時間的長度相關,本實驗得知翠蘆莉的生物時鐘會受到外在環境光週期的改變而重新建立,控制開花的律動,加速或延遲開花時間,未來也可應用於促進花卉經濟作物的收成。

超級COOL蟲~瓢蟲Life大解碼

這個學期我們在開心農場種菜的過程中,發現了許多瓢蟲正在吃蚜蟲。我們覺得很好奇,在老師的引導下,就進行了超級COOL蟲的研究。而為了研究瓢蟲,我們設計了氣味喜好觀察箱、色光趨性觀察盒、爬高實驗組。研究結果發現: 一、開心農場的瓢蟲共計有七種,以六條瓢蟲佔68.04%最多。 二、黃瓢蟲、六條瓢蟲對農作物有幫助,減少噴灑辣、蒜味,可作生物防治白粉菌、蚜蟲用。 三、六條瓢蟲及黃瓢蟲具有趨光性;而不同種類瓢蟲對於色光趨向性不同。。 四、瓢蟲對於光的趨向性遠大於爬高的趨向性。 五、瓢蟲對於平衡具有學習能力。 六、瓢蟲對辣氣味的學習有兩種模式:模式一、爬到頂端再往下爬到底;模式二、爬到中途時往下爬。經過5-15分鐘,出現同樣的兩種模式。

油頭垢面真惱人─環保便利的油畫筆清洗法之探討

本研究旨在探討何種環保清潔液能最有效能的清洗油畫筆並且不傷手,整個研究從自製環保清潔液,到分析清潔液的酸鹼度,並實驗分析各類型環保清潔液清洗油畫筆的效能,最後以創客的精神研發自動洗筆機,以減輕學習油畫者善後的工作和節省時間。本研究採取行動研究,其研究結論如下: 一、自製環保清潔液經濟實惠且不傷手,但其清潔油畫筆的效果較差,實驗發現:加入沙拉油可強化清潔的效能。 二、190毫升市售液體水晶肥皂加入10毫升沙拉油,省時省水、清潔力強,其原本PH值10,雖在不傷手的範圍,鹼性仍偏高,實驗發現:加入沙拉油不僅清潔力增強,也中和降低了鹼度。 三、自製自動洗筆機省時省水、不沾手,為學習油畫者帶來便利性。

「沖」不「沖」有關係嗎?衛生用紙是否能投入馬桶之探討

我們蒐集家中常見衛生用紙研究,比較各種衛生用紙的差異及造成馬桶阻塞的因素,得到下列結果: 一、 各種衛生用紙外包標示都算正確、清楚,也提供許多重要訊息,消費者在購買時, 應多閱讀外包標示。 二、 拉力實驗與厚薄及結構強韌成一致性,最耐拉的紙巾類最為強韌不易分解,而吸水力以廁衛用衛生紙類最好但各類差異並不大。 三、 一般正常使用量下(6公升12抽、3公升7抽),不管是面紙類或衛生紙類都能沖走不會阻塞,但若超過就會造成阻塞,使用者在使用上也要注意不宜過多。 四、 沖後紙張樣態發現只有廁衛用衛生紙會分散為細小碎片,其餘保持原狀不易分解,所以除廁衛用紙,其餘皆不能丟入馬桶,廁所內應標示以免使用者誤投造成阻塞。

油汙環境中微生物群聚感應與生物降解的探討

本研究是以油汙環境下微生物群聚感應為主軸,探討以生物性方式處理海洋原油問題的可行性。自然環境中,微生物之間有著緊密而複雜的交互作用,支持著整個龐大的生態系統。因此,比起過往研究聚焦在單一微生物的除油潛能,我們利用PhyloTags來進行微生物16S rDNA的全序列定序,再將結果以MetaMIS軟體分析菌種間的交互作用,探討微生物處理油汙的發展潛力。 本研究中,我們發現海水中一株Rhodobacteraceae科的細菌(代號OTU3)可能是導致現實生活中生物性除油法無效的原因。我們也發現在原油環境中,Thalassobius mediterraneus具有促進多數微生物生長的能力,具發展的潛能。此外,在加入散油劑之後,則是Nautella italica促進其他細菌生長。未來我們希望進一步探討此群聚感應更完整的面貌,期望能應用在生物除油的發展上。