全國中小學科展

第60屆--民國109年

哇!不漏了吔~罐裝牛奶傾倒方式改良之探討

本研究藉由生活中對「倒牛奶漏出」情形感到好奇,開啟了研究,並設計實驗針對不同變因進行探究。藉由觀察、實測,發現圓弧狀瓶口的瓶子容易產生回漏狀況;當瓶裝液體量較多時,傾倒角度較小就會開始流出來,也容易回漏;而越濃稠的液體,在剛超過「起始角度」時,較容易從瓶口旁出現回漏。 另外,我們也發現,小孩子要倒出大容量瓶裝液體時,因操作不易,容易使液體回漏。於是我們透過實驗、討論,設計出使液體不回漏的環狀套環,並結合自製「傾倒輔助架」,協助解決生活中遭遇的問題。 最後提出傾倒牛奶較佳的方法:(1)透過瓶口凸邊設計,改善傾倒牛奶時回漏情況。(2)使用設計製作的「傾倒輔助架」,便可適用在1800-2000ml的中大型罐裝瓶,倒牛奶就變輕鬆了。

紅黑大對抗- 探討硫酸銅電鍍的影響因素

利用硫酸銅進行電鍍實驗,我們發現了與預期不符合的結果,所以進行了這個研究,在這個研究中,我們探討了電流大小、正負極距離、電鍍液濃度、被鍍物角度、使否攪拌、是否外加磁場以及電鍍物的溫度對電鍍完成度以及均勻度的影響,並探討了電鍍時產生黑色物質。我們發現電鍍產生的黑色物質應該是結構鬆散的金屬銅,而要避免產生黑色電鍍表面並電鍍均勻,必須提高硫酸銅濃度,避免太大的電流,並攪拌溶液。

「柿」不可擋-柿子的抗氧化力之探討

柿子為新竹在地水果,富含豐富養分且含有許多具抗氧化功能的成分。我們想針對柿子的抗氧化力進行實驗,希望可以研究柿子不同部位及生、熟果的抗氧化力,找到萃取出抗氧化物質的最佳的條件,並試著分離出抗氧化效果較佳的物質進行更深入的研究探討。結果發現柿子6個部位(枝條、葉、生果肉、生果皮、熟果肉、熟果皮),分別以水、50%酒精、95%酒精萃取下,生果肉50%酒精萃取液最具抗氧化潛力,且在50-75℃處理下,耐熱至少2h;在100℃處理下,耐熱至少1h。利用管柱層析(矽膠60),分離出3管最具抗氧化效果的分離管,並由TLC結果可知,分離管內成分複雜,極性介於水及50%酒萃,其中應具多種抗氧化潛力之柿子生果肉萃取物。

奧妙的BR震盪反應

我們以BR振盪反應為這一次的研究主題,並自製振盪觀測儀器。我們利用自製振盪觀測儀器探討改變各反應物濃度與溫度對BR反應之影響,並比較不同濃度BR與BZ兩種振盪反應之振盪時間,我們發現兩種振盪反應的第一次振盪時間明顯較長。BR振盪反應中碘酸鉀與雙氧水濃度愈高,振盪總時間愈大,但硫酸與丙二酸濃度愈高,振盪總時間愈小,改變錳離子濃度影響不太明顯,[KIO3]=0.2M、[MA]=0.375M、[Mn2+]=0.025M和[H2SO4]=0.225M時會有最多的振盪次數,當改變溫度時,溫度越高,其反應速率越快,所需的時間越短,出現振盪週期越短,溫度越低出現振盪週期越長,可見溫度與反應振盪週期呈正相關。

水中餘氯真的被吸收了嗎

網路看到水中自由餘氯被食物或人體吸收的實驗,這說法讓我們疑惑,因此想研究自由餘氯真的被吸收了嗎? 以膠帶沾黏實驗物質的方式將實驗物質「間接」加入自來水,再用DPD餘氯測定液觀察變色情形,發現測定液呈現透明,表示水中沒有自由餘氯,但實驗物質本身沒有接觸到自來水,不可能吸收自由餘氯,是口腔、水果、茶葉、米溶入水中的成分把自由餘氯還原成氯離子;以總氯餘氯測試計測量,觀察水中「總氯、餘氯、結合氯」的變化,發現洗手、洗菜時,是手與菜上的細菌、表皮細胞和自由餘氯反應變成結合氯,才使自由餘氯濃度下降,並不是手和菜吸收了自由餘氯。我們的實驗可以證明,目前網路上關於自由餘氯被吸收的說法,都不是事實。

看誰最神「氣」?―探討影響水火箭拋射距離之研究

探討如何將水火箭拋射得更遠的試驗之後,本研究的結論:⒈水火箭瓶內要裝水。至於裝入水與空氣的比例,依本研究而言是水量120ml/空氣480ml(1:4),水火箭被拋射的最遠。⒉裝入含洗衣粉濃度越低的水,水火箭被拋射的距離較近;含洗衣粉濃度越高,水火箭被拋射的距離較遠。⒊瓶內壓力越低,水火箭被拋射的距離較近;瓶內壓力越高,水火箭被拋射的距離較遠。⒋瓶內的水溫越低,水火箭被拋射的距離較近;瓶內的水溫越高,水火箭被拋射的距離較遠。

穹頂之下-四面「霾」伏

透過閱讀報章雜誌,恍然發現PM2.5的重要性。針對這次PM2.5的研究,我透過氣象數據分析、實地觀測、實驗,三個方向來進行研究。探討住家附近區域近八年來的PM2.5數據,研究發現PM2.5平均以大里最低,竹山最高,南投市和埔里則為其次,不過目前都有逐年逐漸減緩的趨勢。接著探討天氣條件對PM2.5的影響,發現溫度高、雨量多、降雨天數多及風速大都會影響PM2.5的濃度,使其濃度降低。另外,交通工具也會影響周遭的PM2.5濃度,研究結果顯示車多,空氣品質較差。研究中也透過自製觀測器實際觀測校園,發現到了12月後期PM2.5明顯升高。對於口罩阻隔PM2.5的效用,活性碳口罩的效果最好,其次是醫用口罩,無戴口罩所吸入的PM2.5最高。期盼未來若可以再鑽研,能對這個議題做更深入的探究。

拓荒者的策略

本研究旨在建立拓荒者遊戲之贏棋樣式策略導向模式,由觀察、尋找關係與樣式、猜測、檢驗與論證的探究過程,獲得結果如下: 一、確立3×3、4×4、5×5……n×n拓荒者遊戲的研究方向為探討贏棋樣式策略導向模式。 二、找到3×3、4×4、5×5……n×n拓荒者遊戲中贏棋所需棋子數量的最小值與最大值的樣式並提出公式。 三、找到3×3、4×4、5×5……n×n拓荒者遊戲中符合贏棋所需棋子數量有效區間的樣式,並證明任何樣式皆可透過空格與棋子的移動還原成標準生成樣式。 四、確立3×3、4×4、5×5……n×n拓荒者遊戲贏棋樣式的標準生成樣式,並能論證可快速構成四種標準生成樣式的三個特性。 五、建立贏棋樣式策略導向模式。

講「信」修睦,「演化」之路

文獻提出不同性格會影響與他人合作的決定,有以牙還牙特質的人會依他人合作與否決定是否合作。在《合作的競化》書中指出,四項社會結構元素:名聲、規章、領土、標籤會影響合作意願。就演化角度論,本研究一假設多數人有以牙還牙特質;並假設不同性格進行「信任的演化」遊戲時,具該特質的人會合作;研究二假設四項元素中,規章是企業合作主要因素。研究一先請7位志願者施測「16人格測驗」,再請其進行遊戲。研究二共384名18歲以上具工作經驗者參與;依四元素設計模擬實際企業合作案的問卷。研究結果支持假設,多數人有以牙還牙特質並選擇合作。規章為企業合作的重要決定因素,並支持演化論所提人類對生存最大利益是合作為主。

向前衝~自動化磁浮運輸系統之研究

本實驗分成電磁鐵特性研究和自動化磁浮運輸工具的探討,在電磁鐵特性的實驗中研究影響電磁鐵磁力大小的因素。當電磁鐵的矽鋼片數、漆包線纏繞匝數和電磁鐵的通電電流愈大皆使電磁鐵的磁力愈強。磁浮運輸工具實驗中目的為發展能使車體平順運行的磁浮軌道,並探討負重對車體懸浮高度的影響,再利用做出的磁浮運輸工具探討列車移動時的順暢度、穩定度和振動情形。在製作磁浮運輸系統的實驗中發現:電磁鐵磁極轉換的頻率、電磁鐵的間隔、磁浮車體的初速度和車體寬度會影響磁浮車體運行順暢度,其中吸引時間介於0.290秒和0.300秒時,可以使列車移動最順暢;吸引0.310秒時為等速運行;振動幅度在0.275秒到0.340秒時較穩定。