全國中小學科展

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第48屆--民國97年

保溫瓶與回鍋油的初戀

生活在能源有限的地球,「節能」是世界各國極為重視的議題。本次實驗是以極為環保的方式,使用學校中央廚房每天剩餘的回鍋油為原料,以保溫瓶裝熱水,讓回鍋油產生皂化反應,取代以往的酒精燈以及電磁爐加熱的方式。另外,再以海水代替食鹽作鹽析、舊絲襪代替濾紙來過濾,達成「環保節能」製造肥皂的目的,期待為維護生態環境盡一己之力。研究結果證實了保溫瓶確實能應用於肥皂的製作上,且亦與一般市售肥皂具有同等的去污力。保溫瓶肥皂在40gNaOH、50ml熱水、40g回收油以及10分鐘保溫的控制下效果極佳,經過鹽析之後酸鹼值也接近中性,且相當平滑,無論是洗手或是衣物洗淨都有不錯的效果。

舒適的高空之旅--探討貓空纜車車廂通風方式與空氣對流、溫度的關係

貓空纜車車廂在通風方式進行了三個階段的改善,究竟效果為何?又有多少效益?而在\r 夏天車廂行進時該以何種通風方式最好,冬天又該以何種通風方式最佳?經由實驗與數據的\r 分析結果,我們得知夏天搭乘纜車行進時,想要最涼爽、最舒適的通風方式,就是將迎風面\r 上方的兩扇窗戶都開到最大為九十度,同時也把車廂門上方的窗戶打開,而將背風面上方的\r 窗戶關閉。冬天希望保持車廂內通風,但又不會覺得寒冷,則以穿保暖的衣物再將迎風面上\r 方的兩扇窗戶都開到為四十五度,同時也把車廂門上方的窗戶打開,而背風面上方的窗戶也\r 打開,為搭乘纜車時最佳的方式。而在夏天纜車車廂行進時,比起車廂全部封閉的情況,改\r 善後的最佳通風方式可高達48.68%的效益。

深藍電位-洋流的霍爾效應

由於海洋中有許多帶電離子,這些帶電粒子會因洋流的流動而快速移動,而在地磁的作用下,同樣是帶電粒子在磁場中的流動,同樣是磁場方向垂直於運動方向,那麼,理論上也該有類似霍爾電位差的電位差。實驗的結果要與理論的預測V=vBL大致相符(V=霍爾電壓、v=流速、B為磁場、L為量測間距)。

寒天裡的石蓮花~加熱時間對石蓮花抗氧化活性之探討

近年來,隨著國人健康意識抬頭,食品以「自然」為訴求,天然抗氧化物質的研究也應運而生,因此有關石蓮花具抗氧化能力之研究報告相繼被發表,但關於其加工特性之研究卻甚少,故本研究之目的主要是探討加熱時間對石蓮花汁液抗氧化活性的影響,以求對其加工特性有進一步的了解,並將其與洋菜結合,開發新的機能性食品。實驗結果顯示,石蓮花汁液具有碘酒還原能力,且其經過加熱處理後仍能保有碘酒還原能力。進行清除DPPH自由基試驗之結果顯示,無論是未加熱或加熱後的石蓮花汁液皆具有高達九成以上的清除能力,故證實石蓮花汁液適用於加熱加工上的應用。將石蓮花汁液應用於洋菜凍試驗中,發現其可提供良好的色澤、非水溶性膳食纖維與抗氧化能力於新產品中。

水煮甜甜圈

本研究發現:\r 一、 液滴滴入水中產生甜甜圈結構的過程有六個時期:\r 1水面反彈。 2杯狀期。 3甜甜圈小環期。\r 4甜甜圈大環期。 5滯留期。 6無序散逸期。\r 二、 液滴滴入水中產生甜甜圈結構的影響因素有:液滴落下時的高度、液滴的濃\r 度、溶液的濃度、水溫、水面擾動、液滴大小、液滴之初速……\r 在本研究的觀察中,有幾點結論:\r (一)當高度差=0cm 時,都可以形成甜甜圈。\r (二)滴液濃度為8%及10%滴入純水中,比較容易形成甜甜圈。\r (三)密度小的滴入密度大的溶液或密度相差太大時不適合甜甜圈結構形成。\r (四)在不同容器中觀察產生甜甜圈結構過程,對實驗結果並無顯著之影響。\r (五) 改變水溫會使觀察的情況更複雜。

清潔劑界面作用初探

清潔劑有親水基與親油基兩部分的結構,在有機溶劑或水溶液中都有溶解性,為了證明其界面間轉移的現象、測量離子在界面間轉移速度及探討不同離子轉移的選擇性,我們設計了離子界面間轉移的測量方法。首先利用氧化還原反應證明其界面間轉移現象,清潔劑可以與離子化合物結合,而溶於有機相中,達成界面間轉移,在另一個水相中釋放並反應。且知道清潔劑與分子化合物不反應。利用沉澱反應實驗,左右兩式管裝著不同陰陽離子時,可以了解清潔劑對於陽離子之結合選擇性,高於結合陰離子。在導電度實驗中,可以測定對不同陽離子之選擇性。為了證明我們所推論的反應機構,也嘗試取得其錯合化合物,從晶形及溶解度推斷該是錯合物無疑。

大戰黑金剛--小黑蚊追追追

小黑蚊又稱黑金剛,被叮咬後的癢痛使大家都深受其苦。小黑蚊不同於蚊子,是\r 屬於雙翅目蛺蠓科之衛生昆蟲。為了找出大戰黑金剛的策略,先利用問卷調查後\r 找出不同方式來對抗小黑蚊。校園中小黑蚊密度調查比較各區域之地理環境結果\r 為:下過雨後出太陽有微風加上著生青苔之壤土處小黑蚊出現數量最多;創意的\r 戰鬥型、炮彈型吸蚊瓶,內裝有糖水加酵母、尿液且加熱至37℃(味道、溫度),\r 有較好的誘捕效果(物理防治)。窄域油,一種安全無毒之礦物油,在稀釋100\r 倍的濃度中會造成蘚苔物理性窒息,有抑制生長之效果(化學防治)。蔓花生是\r 保水力佳、貼地性夠的植物,除了利用它作為校園中水土保持之作物外,也能達\r 到小黑蚊生物防治之效果。

微波爐測光速之迷思?-微波干涉的探討

在微波爐內,微波經由內壁的反射,和原來的波形成干涉的現象。有資料指出:藉由此特性,我們可利用微波爐來測量光速。本實驗旨在探討微波在微波爐中的干涉形式,利用巧克力及氯化亞鈷,測量爐內微波振幅強弱的分佈。實驗發現:微波加熱後巧克力上的熱點以及塗有氯化亞鈷溶液紙巾上的條紋,皆顯示微波在其中有穩定的干涉現象。雖然其形式頗為複雜,但是利用虛擬鏡像波源的探討,可得到和結果相近的分析。

小胖子鍬形蟲的生活史及身世之謎

實驗發現圓翅鍬形蟲飼養條件的物化因子均有差異,大圓翅生活史超過1 年, 6 種\r 圓翅屬雄蟲形態有分化現象,大圓翅、中華圓翅及紅圓翅分化明顯,另外三種較相似,但仍\r 有分化。大圓翅、中華圓翅、紅圓翅及小圓翅外生殖器有明顯分化,確信具生殖隔離,其他\r 二種差異不明顯,目前無法判斷是否具生殖隔離。\r 粒線體DNA 之COI 序列顯示大圓翅與其它5 種親緣最遠,其次是中華圓翅。泥圓翅\r 與洞口泥圓翅親緣接近,有地理分佈關連性但無重疊性,顯示二者的演化關係,但無法確立\r 種化。紅圓翅與小圓翅親緣關係最接近,有地理分佈關連與重疊性,顯示二者種化與演化關\r 係。綜合結果與討論推論出臺灣產6 種鍬形蟲祖先來自中國,地理隔離形成後在臺灣自行演\r 化成現今的物種。

廢棄磚材應用於高性能混凝土之分析

營建廢棄物的資源化再利用,兼具環保及天然資源保育,實乃今日必須且克不容緩的重要課題。因此本研究探討以九二一大地震損毀建築物所拆除之廢棄物,經分類、破碎處理後,嘗試取代粗細粒料,拌製高性能混凝土(HighPerformanceConcrete簡稱HPC),以尋求營建廢棄物中之大宗拆除物(混凝塊、碎磚…等)應用在混凝土工程上之策略,並據以探討廢棄磚材再生利用模式及拌製高性能混凝土(HPC)之性能(廖惇治,2001)。本研究主要是將再生磚材利用於高性能混凝土(HPC)之中,透過取代細粒料及粗粒料之方式,將廢棄紅磚以高性能混凝土(HPC)之製作程序作成抗壓試體。首先將學校現有廢棄紅磚敲碎,以3/4”篩、4號篩及100號篩區分粗、細粒料,量測紅磚粗、細骨材之比重(SpecificGravity)、吸水率(Absorption)、細度模數(Finenessmodulus簡稱FM)等基本物理數值,再將試驗數據以高性能混凝土緻密配比方式,作最大單位重試驗(UnitWeight),並計算出其配比。以此配比製作5cm×5cm×5cm的水泥砂漿抗壓試體以及水泥紅磚砂漿抗壓試體,並製作φ10cm×20cm的混凝土抗壓試體及紅磚混凝土抗壓試體。經由抗壓試驗得到抗壓強度,並以含量多寡影響再生混凝土的力學性質有限,磚類可應用於再生粒料中。