全國中小學科展

第58屆--民國107年

趣味舒壓 — 澆水系統

記得三年級的時候,老師曾帶著大家一起種菜。咦!他的菜怎麼看起來垂頭喪氣的!沒有澆水嗎?沒有陽光照射嗎?沒有施肥嗎?還是天氣太冷了呢?唉~~怎麼種都種不好,種植物還真是麻煩啊!難道沒有方法讓種菜變得有趣又好玩嗎? 同樣狀況在我的安親班也發生了,老師也跟我有相似的煩惱「因為寒暑假的營隊時常得要離開教室一陣子,一些種植的花草就因此枯萎了!」、「因為時常忘記澆水,種植的花草也都死光了!」這樣讓人不禁擔心起來,植物一定要用這種方式種植嗎? 我心中充滿了疑問,就在此時,突然靈機一動,想到了一個好點子,於是拿起筆來開始著手畫設計圖,沒想到這個點子簡直是棒透了!因此,我們的主題就變成「趣味舒壓─澆水系統」了。

「泉」變了!? - 礁溪溫泉泉溫的時空變化初探

我們想要透過查閱、分析礁溪溫泉區監測井資料,探討礁溪溫泉泉溫在時間、空間上的變化。從監測井資料分析的結果,我們發現:淺部溫泉隨著深度增加,溫度也跟著升高,以停車場監測井溫度變化最大,高達8.5度;而大忠路的溫度變化則最小,僅有3.08度。而深部溫泉的溫度,則幾乎保持不變。在本研究分析的六口監測井中,最高溫出現在位於溫泉核心區的香檳井,最低溫則是位於溫泉區邊緣的大忠路井。從幾次點井開發後,六個溫泉井的水位均明顯下降,同時也造成四個溫泉井淺部的水溫下降。最後,我們也發現,奇立丹、溫泉公園的泉溫出現長期下降的趨勢。

好「蝦」好「辣」好乾淨 -辣木籽與甲殼素淨水效應探討

「高分子蛋白」因無毒已慢慢取代化學混凝劑成為淨水材料新趨勢。本實驗探討辣木籽與甲殼素淨水效應探並找出最佳條件。結果:①泥水原水濁度去除率% :活性碳)(82.7% )> 甲殼素(82.3%)> 炭化辣木籽(66.3%)> 辣木籽(62.8%)>多元氯化鋁(61.3%)>明礬(40.9%) ②藍色染料色度去除率>80%。③最佳比例:活性炭粉:炭化辣木籽粉:辣木籽粉:甲殼素粉: =2: 2: 1: 1④.最佳pH範圍6~7.5,pH6.5濁度去除率97.5%、色度去除率93.1%。⑤Freundlich等溫吸附模式,顯示最佳最佳比例混凝劑吸附容量大,屬有利性吸附。⑥最佳最佳比例混凝劑銅離子飽和吸附當量qe=809.0(mg/g)。展望未來:為了永續生存,「高分子蛋白」混凝劑應繼續開發研究,讓它能推廣使用,使台灣以環保著稱,成為名符其實的福爾摩沙。

「藜」想食物的「肌」密---探討紅藜抗氧化之成效

本研究以脫殼紅藜之萃取,試驗抗氧化力、自製儀器檢測抗氧化物成分、以RGB比色法及自製產品並驗證,成果如下: 一、 試樣會抑制酶的活性,鋼絲絨不生鏽。ORP檢測具抗氧化力。 二、 自製光度計之檢量線,其 R square 為 0.9437,是方便檢測工具。 三、 試樣有抗紫外線能力,抗氧化物的含量高達9.5864mg。 發現:微波超過50度C、定溫70度C烘烤5分鐘、放置冰箱超過3天,或用果汁機攪拌,損失抗氧化力。經皮在2小時內吸收,豬皮厚0.3公分穿透性高。在波長400~450nm吸光值高,具多種抗氧化物質。 四、 自製生化產品最佳萃取條件:溶劑為水、超音波震盪。經皮測試:具有美白、保濕及穿透性。

致命的吸引力-臺灣地震與月亮仰角及潮汐之相關性研究

本組以中央氣象局地歷年芮氏3以上地震做中、強度地震發生時間點分析月亮仰角及潮汐。月亮仰角以上升月仰角30度內最多占16%。潮汐:強震發生在乾、滿潮及漲潮2-4時內在26-27%強。故強震受潮汐影響,53%發生在漲潮2-4時內,是受月球引力作用力及反作用力影響,在滿、乾潮發生時引力造成板塊推擠拉扯引發地震機率大。 近年強震較過去108年增近2倍。以民99年最多,98年和101年的總地震超過750次,中級地震「月沒到3時」達16%,與海平面上升引力相關性堪究。民98年近日點與遠日點地震合計48%,在近日點與遠日點地震機率高,推測近日點是月球和太陽引力交互作用;遠日點受月球引力相對變大,雖減萬有引力但月球引力及潮汐影響相對較太陽大。

嗨!查理-氣體體積與溫度的關係

我們利用現有的實驗器材來製作氣體體積與溫度變化觀測工具,測量範圍在42℃~30℃之間。我們將觀測的數據,用Google試算表做資料分析,發現氫氣、乙炔、二氧化碳、氧氣這四種氣體,和查理定律中「氣體體積與溫度變化呈線性關係」相符。而查理定律中提到,當到達絕對零度(-273.15℃)其物質總體積為零,於是我們推算當氣體體積為零時的溫度,結果發現,當乙炔體積為零時,其溫度是-279.3℃,最接近絕對零度。而在應用上有氣體溫度計,氣體溫度計被用在精密的測量上。在這個實驗中,我們學會了利用現有的器材解決問題,並且不斷的改良我們的測量儀器,使其更好操作、精密,並可以利用這種態度去自學,讓學習更深更廣。

「天狗吞日」能吞多久?最長日全食的探究

五年級自然課太陽觀測單元時,老師補充介紹了日月食現象;說到日月食雖然每年都會發生,但相較於月食持續時間長、涵蓋範圍大,近乎半個地球人口均可親眼目睹;日食卻因為持續時間極短、可觀賞範圍既窄又短,因此日食現象顯得彌足珍貴。去年發生在美國的日全食,全食帶經過了許多人口稠密的大城市,因此得到了全球廣泛的關注。我們藉由本次研究,探討了日全食最長持續時間的理論條件,並找出21世紀歷時最長的11次全食來驗證理論。同時我們也運用六年級數學課所學的速率、比值、代數的概念,配合NASA、Stellarium、Google Earth提供的資訊,計算2186年未來史上最長日全食的數據,並對照NASA公布的參數資料,獲得極高的準確率。

電子神偷~影響驗電瓶中金箔閉合的原因探討

本實驗欲探討影響驗電瓶金箔帶電張開角度隨著時間閉合速度的因素,設計實驗一到實驗八,結合驗電瓶、自製靜電產生器、組裝Arduino LED燈光源與真空幫浦等,每隔兩分鐘拍照並使用電腦程式tracker分析計算帶電金箔角度的閉合情形,記錄之。 實驗證明,濕度、氣體極性、溫度、氣壓(氣體分子密度)、光線有無、光線頻率與亮度均會影響驗電器金箔的閉合速率,且濕度越大、閉合越快;周圍氣體極性越強、閉合越快;溫度越高、閉合越快;氣壓越大,氣體分子密度越高、閉合越快;照射光線頻率越大、閉合越快;照射光線強度越強、閉合越快。

綠能智慧省力電動助行車

本研究研發電動助行車騎乘輔助裝置,能依車主的體重和爬坡的角度,自動判斷並給予自行車適當的助力,車主只要依規畫好的速度騎乘就能使自行車持續前進輕鬆踩踏,達到健康騎乘的效果、提升自行車騎乘樂趣,騎車資訊整合於車頭螢幕以提供車主瞭解騎車之各項功率數據。本研究建立自行車最佳化騎乘之功率曲線圖,為瞭解騎自行車爬坡所需功率,車主可依自己的FTP值(功能性閾值功率),查詢爬坡之騎乘速度,查詢爬坡所需之功率與騎車可維持之速度,以協助車主完成自行車的騎乘,騎車過程中車主可觀察螢幕顯示速度是否過快,以確保車主的體能能夠負擔,並順利完成騎乘活動;作品結合太陽能板發電,強化電動助行車之電能部份。

醜小「壓」發電-壓電材料發電之探討

本研究利用壓電材料─鋯鈦酸鉛來模擬並找出最佳的發電條件。當施予壓電片應力時,會由於形變而產生電極化的現象,進而產生電。 實驗中首先探討低落高度與液體種類對壓電片因形變產生電壓之影響,經數據顯示,當液體落下產生的表面積越大時,所產生的電壓越大。在滴定液體時發現數據的標準差很大,改用螺旋測微器測量(固定施力位置與大小)後,得到施力位置的不同也會影響電壓大小的結果。 我們試著研究出能夠改變下壓頻率的裝置,檢測連續給予應力能否使壓電材質產生的電有加成的效果,再利用數種不同方法實驗後得到結果,於實驗五中,發現馬達轉速在52 rev/s及54 rev/s時產生的電最多,表示在此頻率時,下壓頻率與壓電材料伸縮的頻率相同。