全國中小學科展

第58屆--民國107年

黑糖蛇~糖類燃燒變化之探討

黑糖蛇的製作原料是糖與小蘇打粉。糖含大量蔗糖燃燒受熱後容易燃燒不完全產生大量碳粒;小蘇打受熱產生二氧化碳的速度再配合糖燃燒不完全產生碳粒的速度,使得燃燒後的糖產生空隙,將剩餘的碳逐漸推出,看起來就像產生一條黑蛇。從實驗結果,我們發現產生黑糖蛇的三個關鍵---糖加熱的溫度要高、產生的碳粒要多、膨鬆劑產生氣體的速度要適中;因此糖和小蘇打粉的比例為4:1、配合酒精燃燒加熱的溫度就能製作出最長的黑糖蛇。

智慧生活從「LINE」開始雲端居家管理「機器人」

本物件以 LINE 機器人和 Webduino 開發版為核心,打造出一個友善的居家環境,使用 Webduino 與悠遊卡套件開發出的門禁系統,讓你在外工作也能清楚了解家中狀況,使用 LINE 機器人控制智慧家電,只要打開手機,跟 LINE 機器人對話,就能操作家電!智慧生活從 LINE 開始-雲端居家管理機器人,便捷你的居家生活。

繩奇摩力

日常生活中常利用繩子來綑綁一些物件,也透過繩結來交織出安全防護網,這些繩子的廣泛應用可能都和繩子造成的摩擦力息息相關,而繩子摩擦力的產生是透過纏繞的模式,這和一般認知的摩擦力原理可能有所差異。本研究透過繩子與圓柱系統的纏繞,探討影響繩子摩擦力的因素,並發現纏繞圓柱的力道、纏繞圓柱的圈數多寡、及繩子的種類性質都對繩子產生的摩擦力大小有重要性地影響。

讚「炭」連連、比「筆」皆是

本研究是了解炭筆製作的方法、因素、比較炭筆的效果及評估實用性。 一、成功製作炭筆的方法:蓋子打洞的密封容器、足夠的燃燒時間和穩定的溫度。 二、12種植物不管乾或溼,都能製成炭筆,在滑順度沒有差別。 三、12種植物製作炭筆,雀榕的滑順度最佳;和祭祀植物比較,選出5種最佳製作炭筆的植物:血桐、山芙蓉、野桐、小舌菊和雀榕。 四、自製5種炭筆,在軟硬、粉末顆粒及滑順度評比,不如市售炭筆。 五、經專家鑑定,自製的5種炭筆都可創作素描。 六、市售與自製5種炭筆,其硬度從硬到軟依序:市售>野桐>血桐>山芙蓉>小舌菊>雀榕。 七、市售與自製5種炭筆,其顆粒由多到少依序:市售>雀榕>野桐>血桐>山芙蓉>小舌菊。

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。

以幾何圖形發想來建構覆蓋方格數之演算法—探究台灣AED設置數量與分佈

AED(Automated External Defibrillator),中文稱為「自動體外心臟電擊去顫器」,是一台能 夠自動偵測傷病患心律脈搏、並施以電擊使心臟恢復正常運作的儀器,因此傷病患的存活往往是和時間和死神的賽跑,如果將AED設置於人潮眾多的公共場所,供民眾搶救時使用,可降低該類傷病患到院前死亡率。 本研究是以政府資料開放平臺網提供的AED位置資訊,將資料導入地理資訊系統(QGIS),呈現實際分佈狀況之網格化的結果,因應台灣行政區域的不同形狀,試圖探究數學上所學的幾何圖形,利用數學原理來設計覆蓋方格總數的演算法,藉此找出覆蓋的範圍內,是否需要再增設AED裝置,提供一既有效率且平均的急救體系。

環保「袋」著走

本研究主要在分析超商手提網袋的相關構造、拉長長度、承重及易斷裂處,並製作不同材質的超商網袋比較其差異,從中選擇承重適當的淋膜不織布材質改成較易製作的圓形進行各項實驗,比較網袋不同切割線的圖層數、區域數、線數、線距、張開角度、形狀及手提樣式所產生的差異。從網袋的規則及對稱中推理出「對摺剪紙」概念並運用環保於舊衣上,最後結合實驗結果把超商網袋常用完即丟且容量太小的缺點加以改良,研發出便宜、方便攜帶、手提舒適又可重複使用的可收納環保網袋。

未知環境中自主探勘、定位及導航之整合系統

本研究透過ROS(機器人運作系統)實作一個能自由探勘且進行SLAM (同步定位及地圖構建),且使用自身建構出的地圖進行導航任務之機器人系統。將探勘與定位領域結合,機器人便可以在面對完全未知的環境有一套應對措施。利用ROS機體與程式軟體分離的優點,本研究開發出的系統可以運用於任何能安裝ROS或與ROS連結之機體,供各式各樣的服務做為一系統性的路徑規劃器及運動基座。並探討此系統擅長及較不適用的環境,呈現目前機器人系統的運作能力。而日後在各區塊的技術精進,都能分別套用在此系統上,而不需要重新建構整個架構。

一葉知秋、一膜知熟——製備複合光子晶體薄膜及探討乙烯催熟水果

本研究透過多孔性薄膜因孔洞內物質比例變化所造成的光譜波峰位置改變之特性,來吸附乙烯-酒精溶液,以用於檢測無法輕易從表皮得知其成熟度之水果。首先利用具有可有效吸附酒精之官能基的甲基丙烯酸-2-羥基乙酯(HEMA)高分子及乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(ETPTA)高分子製成複合高分子薄膜,並利用其吸附乙烯-酒精溶液,放置至尚未催熟之青綠色香蕉旁,觀察香蕉成熟情形。再利用紫外線光譜儀檢測薄膜之波峰位置,並將波長數值代入公式λ=2nd sin⁡θ求出薄膜內所剩的乙烯體積百分比,並對應出香蕉被催熟的情形。

Co-movement!秋颱共伴效應之深入探討

共伴效應發生的颱風時常帶來嚴重災情,促使我們投入對秋颱共伴效應的分析。利用地面風場、輻合輻散場、衛星雲圖、測站氣壓雨量等統計資料以及颱風路徑等資料分析後,顯示在中央氣象局分類的五號、六號、九號路徑的颱風,發生共伴效應的比例較其他路經之颱風高。在風場與輻合輻散場之比較得知共伴會隨著颱風環流與東北季風相對位置的接近而產生增強的現象,再用地面天氣圖與雨量統計資料確認高壓靠海導致東北季風含水氣量的增加也會加強共伴雲帶的降水。利用十幾個颱風與六個測站雨量與風向的變化結果相互比較後,得知地形與風向效應也會導致當地瞬時以及總降雨量的增減,而風向與地形走向之夾角越趨近於垂直影響雨量的效果則越顯著。