全國中小學科展

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第48屆--民國97年

「碳」危觀止-自製微型化學儀器,檢測空氣中一氧化碳的含量

近年來一氧化碳中毒事件頻傳,此時我們想瞭解是否能有一種有效測出一氧化碳氣體的方法。但據所查的資料顯示,目前市面上的偵測方法不外乎儀器太貴、偵測溫度太高或是鑑別度較低等困擾。因此,我們想要找出有更好偵測一氧化碳的方法,於是我們收集資料,經過詳加比較後發現,CO(羰基)會與過渡金屬離子形成錯合物。根據實驗得知,在稀醋酸及硫酸鎳的溶液下,對偵測CO 存在有良好的效果。再配合LED 燈、光敏電阻及三用電錶,自製出「攜帶式微型雙打氣化學儀器」,最後再接上自製電路及蜂鳴器,對偵測空氣是否含有一氧化碳有高的相關性,並能有效的檢測出一氧化碳的含量。本自製微型化學儀器對一氧化碳的檢測分析結果,其 [COppm] = 2×107 × [偵測時間× 0.9]-2。

三點式調整虎鉗

此作品是針對鑽床軸心與加工平面垂直度之改良,設計出一組可以調整虎鉗之加工平面,使得鑽床軸心能與加工平面垂直。其理論乃利用三點成一面之原理,利用螺紋來調整虎鉗的高度,因為螺紋為斜面是推展,可以持續的調整高度,改善了以往之方法。以往為了調整虎鉗加工平面高度,通常是在虎鉗下面加放墊片,但墊片之厚度不能連續,而且需另外找到墊片或適合的薄墊片。本組為提高加工精度及調整加工平面垂直度之效率,發展出這組三點式調整虎鉗來改善傳統方法,希望此改良式虎鉗能對工業界及往後精密機械加工有所貢獻。

「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。

搖哩!搖勒!變色水

這是一個趣味實驗裡常常做的一個實驗“藍瓶反應”,雖然是一個很舊的題材,卻有著驚人的新發現。不僅葡萄糖會呈現“藍瓶反應”,半乳糖及果糖均會,且與葡萄糖結構相近的戊五醇、己六醇也呈現藍瓶反應。於是我們就發現了,只要可以繼續氧化的官能基(例如羥基或醛),在其官能基附近有拉電子基的存在,亦產生效果絕佳的藍瓶反應。亦以葡萄糖本身為探討的主題,到底是哪一個官能基最有可能先開始反應?也探討亞甲藍、氧氣、葡萄糖及氫氧化鈉四者之間可能發生的機制及反應級數。於是就慢慢揭開藍瓶反應神秘的面紗。

生死相「半」‧你「農」我「濃」

本科展作品以稻田中採集、經過純培養後的擬同形蚤為研究對象。探討擬同形蚤體長和年齡之間的關係,並設計不同年齡層擬同形蚤對台東常用的稻用農藥----丁基加保伏48.34 %乳劑之半致死濃度〈LC50〉,以及體長相近、帶卵與否個體對此農藥耐受性的差異。此外,針對台東著名產稻地的稻田水蚤種類做野外實察。

叱「柵」風雲--透水柵工法在台灣的適用性研究

2003 年台灣引進土石流透水柵工法,是否適用於台灣值得深入探究,因此本研究藉由\r 實驗模擬來探討土石流通過透水柵的流動特性、堆積情形與篩分功效。試驗變因有土石粒徑\r 大小、柵棒間隙、渠床坡度、柵面篩分裝置的設置方式、柵面篩分角度、柵棒長度等。\r 實驗結果顯示,土石流流經柵面會呈現停積、推擠、流動、再停積的現象,篩分效果和\r 柵棒間隙有很大關係,而柵面篩分角度增大與柵棒長度加長可使篩分效果增大,進而減少主\r 河道的土石流規模。建議台灣在設置透水柵時考量當地粒徑大小,並依地形坡度而採用不同\r 的逆坡、平面或順坡方式設置,使篩分角度略大於土石停積的角度,將有助於柵面上土石的\r 自清效果,實驗後提出建議,作為透水柵工法設置時之參考。

拒絕惡作劇之蚊-校園天然防蚊策略研究

本研究將針對蚊子的視覺和嗅覺做一系列的實驗與研究,研究過程中將避免使用化學殺 蟲劑,而是利用各種具有環境保護概念的天然素材,逐步找出蚊子厭惡的顏色和氣味,用以 驅離蚊子;另外也探究出蚊子喜愛的顏色和氣味,用來吸引蚊子,並殺死蚊子。 在本研究中,同學們還利用寶特瓶製作了可捕殺蚊子的捕蚊瓶,並在校園裡蚊子較多的 地點進行實驗,因而驗證了這種捕蚊利器,確實非常有效;也建議能夠推廣至全國各地廣泛 運用,對於減少登革熱疫情,會有很大的幫助。

除霧‧防霧大作戰--兼作天然防霧拭鏡紙

透過模擬實驗,知道鏡子起霧是因水蒸氣遇到冷產生顯著溫差,在鏡面上凝結成霧。就\r 像從冰箱取出的飲料罐外頭凝結了小水珠(霧)及喝熱湯時在鏡片上形成霧一般。\r 將起霧的鏡子,利用吹風機的熱風吹,可迅速除霧,是因小水滴吸收熱量,及空氣的流\r 動,將水滴蒸發、乾燥。利用吹風機的冷風吹,加速空氣流動,也可較快乾燥水氣。放\r 在室內自然蒸發的方式除霧較慢,是少了高溫蒸發及空氣流動的緣故。\r 防霧劑和各種化學合成洗劑,幾乎都能有效防霧,因含有界面活性劑,可降低或破壞水\r 的表面張力,使水氣無法在鏡面上凝結成水珠(霧)。但這些石化製品,卻會危害健康及破\r 壞生態。因此,我們設法尋找含有天然界面活性劑的洗劑來取代,並用其水溶液養植黃\r 金葛以證實安全無虞,進而研發調配成天然防霧拭鏡紙來防霧,符合自然、環保、健康\r 又方便攜帶的優點。

候風地動儀真的會準嗎?地動儀的自製與探討

我們成功設計了「組合式」地動儀,兼具立桿式和懸吊式的特性,並研究各種變因和地震波對地動儀的影響。在我們模擬的地震波中,以水平分力最多的雷利波成功撞擊機率最高。我們發現所有地動儀有共同難題,例如:中柱擊中兩個八道的中央時會一次撞落兩個鋼珠,或中柱來回擺盪撞擊而擊落兩個鋼珠,而且因每個牙機均獨立,當鋼珠已掉落一顆時,不能防止另一顆鋼珠掉落。我們對於馮銳認為張衡的地動儀應是「懸吊式」的看法存疑,因為懸吊式的中柱無法避免來回擺盪而發生兩次撞擊。我們提出內旋輪線(hypotrochoid)的模型觀念嘗試來解釋各種撞擊情形。

撠(ㄍㄧㄚˋ)珠螺

本研究最主要是探討各項變因,如前置處理、加熱方式、冷卻方式等珠螺處理過程中,影響撠珠螺的程度為何,並試著去歸納分析,希望藉此找出能讓珠螺好撠的方法。本研究的概念示意圖如下: