全國中小學科展

第48屆--民國97年

形中有形

利用GSP(動態幾何繪圖軟體)協助探討正n邊形對角線相交所圍出圖形的性質與邊長關係,並利用正n邊形對角線與邊長的比值來探討正n邊形內接正m邊形其邊長關係,並找出其規律。

廢棄乾電池大變身—燃料電池

由實驗可知廢棄乾電池可資源回收再利用的部分達 76%以上,其中電解質經純化分離可得到有催化劑效果之MnO2,回收率達61%,電池鋅殼材質與實驗室用鋅片材質相當,電池碳棒除可當電池之電極外亦是實驗室常用之導電材料,故廢棄乾電池確實可完整的資源回收再利用;在自製之簡易氫氧燃料電池裝置中,我們發現需考量碳電極使用前之適當處理、正負極之集氣區設計、收集氣體量多寡、電池組的封裝以及鎳、Pt\r 粉之添加與否等問題,電解液之選用則是以濃度為2 M 的氫氧化鉀溶液為佳,經過努力之後,我們成功以自製的簡易串聯保特瓶氫氧燃料電池裝置使得電子蜂鳴器、LED 燈及鬧鐘開始動作,實驗結果證實廢棄乾電池是可搖身一變成為新的電池明日之星—氫氧燃料電池。

鳳毛「菱」角

本研究之主要目的為探討菱角汁可否用來當植物染材料,及菱角灰可否用來當天然媒染劑,以促使農業副產品再次的利用。菱角可以做多元的利用,菱角汁可用來染布,菱角殼可以燃燒當燃料,灰可以用來當媒染劑。由研究結果發現菱角汁可用來染布,染布效果以染間媒染法效果最佳,可以電鍋染布來代替傳統染布方式,增加方便及安全性。而菱角灰溶在醋酸中可以當媒染劑,增加染色效果。利用不同酸鹼值可以改變菱角水的顏色進而改變染布的顏色。在最後的研究中發現若染汁的添加物與媒染劑的溶液產生酸鹼中和,那會影響媒染的效果。本研究內容可以擴展用來發揚左營的鄉土產物,也可朝向染布藝術創作的方向來努力,增加經濟及觀光的發展。

愈走愈來電-腳踩發電機之研究

全球暖化愈來愈嚴重了,當大家開始注重環境保護及能源的開發時,日常生活中的能源更要善加利用。人們每天上學、上班、逛街或郊遊,皆少不了走路,若能利用走路來產生能源,確實能減少電力的消耗呢!在實驗中,將先研究原理和腳踩發電機最類似的手壓發電機的構造,觀察其電壓及電流,並依序利用二極體和橋式整流來調整它的電壓及轉換它的電流,最後接上可穩壓的電容,裝置在鞋底,就製成了能讓電池充電的「腳踩發電機」了。

八方風雲輪風換發

在原油短產與飆漲的時代下,且生質油的發展反造成全球物價急速攀升,能否在最節能與最具效能理念下,替代電能的來源搜尋與研發成了全球最關心、最迫切的要事。在全球要事目標下,本研究探討被遺漏的工廠廠房免電力自然通風設備,將其改造成自然風力發電機組,朝支援都市建築環境照明設備所需的電力進行研究。本研究後發現免電力自然通風器發電機頗具可行性,靠著穩定風量讓葉片能順利轉動,驅動轉磁式發電機產生電力,同時具有原有排熱、排濕氣與通風等功能。並有效解決一般風力設施受風場限制所造成發電量不穩定的困擾,藉由輕巧風力發電機補助家用太陽能發電組的供電效能、期盼能有更進一步的研發,使其成為都市建築環境電力供應主角。

高不可攀

利用鐳射光的聚光性投射物體,並因此求出高度角和物體假影長,並對照自製\r 高度角表,而求出實際物體的實際高度,然後再依據需要進行儀器改進製作。

「蜆」然不是蓋的--台灣蜆淨化水質的研究

台灣蜆,學名Corbicula fluminea 本實驗針對台灣蜆淨化機制和環境因子對淨化能力分析。\r 我們由探討台灣蜆因數量多寡、時間長短的影響,到更深入研究,從明暗、溫度、酸鹼探討\r 台灣蜆淨水功效,更把它導入生態應用。\r 針對台灣蜆與濁度的淨化關係,以定量水和沙調配。淨化後濁度測量以自製太陽能光電\r 箱來檢測,依據水中雜質多寡影響太陽能板吸電量,來分析淨水前後濁度的改變,具有原創\r 性及一般簡易測法難以達到的精準度。實驗顯示,數量與時間皆使淨化效率成長;明暗度對\r 台灣蜆淨化能力影響幅度較低;溫度、酸鹼實驗是在15℃到25℃、pH7的環境下效果最好,\r 皆應證台灣蜆在符合其生存環境淨化能力最佳。生態應用以工業、家庭廢水來導入,而結果\r 也指出對其皆有淨化作用,尤其在工業廢水方面更是明顯。

超立方體Qn之最小控制

n 維空間的超立方體Qn其頂點為n 維空間中的點,每一位坐標均為0 或1,兩個點若只有一位坐標不同代表有邊相連。對於一個圖G,取一個點集,使得這一堆點,以及所有與這些點有邊相鄰的點的聯集,恰好為整個圖,就稱它為圖G的控制集。點數最少的控制集其點數定為圖G的(最小)控制數,記為γ(G)。我們證明γ(Q1)=1,γ(Q2)=γ(Q3)=2,γ(Q4)=4, γ(Q5)=7,γ(Q6)=12 , 30≦γ(Q8)≦32,當n=2p-1,γ(Qn)=2n-p。

旋音管裡的精靈

藉由轉動有皺摺的管子產生的聲響所收到的波,經由快速傅立葉轉換(FastFourierTrans-form)分析,發現產生駐波(此駐波是以方波的方式存在而非正弦波),並觀察經傅立葉轉換後的共鳴頻率分布,探討螺紋的有無、管子長度、開口大小以及角速度等變因的相互關係。

能不能留住你─月世界泥岩風化侵蝕研究

本研究發現:水是地表風化侵蝕的主力,太陽(熱)、空氣其次。乾季,脊邊坡偶見以\r 土指為單位風化崩落,脊坡及蝕溝的風化不明顯。雨時,雨水點濺或水化時,合併表面沖溶,\r 以土指為單位沖擊。\r 實測發現:雨時,蝕溝沖蝕量大於脊邊坡的沖蝕。蝕溝的沖蝕量,在山坡中上段最大。\r 豪大雨時,下段會形成沖積扇。脊坡的沖蝕量最小,豪大雨時有時以較大泥塊崩落。向南脊\r 邊坡,乾季偶見以「泥裂」、「土指」為單位風化崩落。向北坡,乾時更少見風化崩落,雨季\r 沖刷較南坡大。邊坡坡度近50 度有較大的沖蝕力。\r 泥岩侵蝕,由「雨水的衝力」、「泥岩表面的坡度」及「泥岩的風化」交互作用。將來我\r 們朝「雨水的強度」、「雨量的密度」方向繼續再作定量研究。