全國中小學科展

第50屆--民國99年

揭開大王椰子樹倒塌的秘密

去年夏天一個輕度颱風—蓮花,吹倒了一棵在××國中後門的大王椰子樹,且壓死了一名青年人。我覺得很奇怪,台南市有那麼多椰子樹,為什麼只有在學校後門的大王椰子樹倒塌,所以我就利用巴沙木圓木棍模擬大王椰子樹倒塌的相關實驗,終於找到大王椰子樹倒塌的原因—莖的底部有一個很大的凹洞,再加瞬間強風吹襲。最後在老師的陪同下實地勘查台南市部分的行道樹和學校、公園內的椰子樹,並提出解決改善的方法。

鹼性直接甲醇燃料電池及其構造對效率之影響

本文利用簡單的方法製作出鹼性直接甲醇燃料電池,陽極觸媒電極組件係利用電鍍法製成,陰極空氣電極組件使用催化劑MnO2粉末、碳黑粉末與PTFE粉末混合而製成,半透膜部分則使用PVA。 本文還探討了電池元件組合方式與電池效率之間的關係,由實驗結果可以發現,當電池內部含有半透膜時,電池內電阻會增加,但是也會有效提升電池輸出電壓。此外,電池陰極空氣電極的碳黑含量也會直接影響電池的效率。 本文中所製作出的燃料電池,效果最好者,功率可達588.49mW/g,電壓值可達0.63V。而相較於直接甲醇燃料電池陰陽兩極皆須使用鉑黑作為催化劑,我們所製作出的鹼性直接甲醇燃料電池只有陽極觸媒需要使用昂貴的鉑黑。

銅鏡

利用硝酸銀溶液潤洗容器,以斐林試劑和乙二醛反應產生銅,並使銅附著於容器壁,成功的產生銅鏡。以不同的試劑比例進行反應,發現斐林試劑和乙二醛試劑體積比四比一的效果最佳。潤洗用的硝酸銀溶液濃度,以0.040M~0.060M的效果較佳。在不同的溫度下,反應的速率與效果不同,在50℃下反應效果佳,反應時間也不至於太長。試了幾個做銅鏡的方法,結果漸入佳境。 銅鏡的吸收及反射光與銀鏡略有不同,主要在綠光到紫光的區域吸收與反射較大,黃光與橘光吸收與反射較小,有些色偏。 以銅為鏡,確實可以正衣冠,如果不太在意色偏的話!

「粒粒」皆辛苦

「粒粒」皆辛苦這項研究主要是探討離心力的運用,從研究結果中,我發現各種影響骰子塔成功機率的因素,包括在何種環境下、運用何種杯子以及何種大小的骰子最容易成功疊出骰子塔。比較特別的是,我是一位左撇子,因此整個研究過程圖全是以慣用左手者的姿勢來研究 。經過這次的研究,我了解到骰子塔的成功在於離心力與摩擦力的應用,只要能確實做到收骰子、兩種擺動杯子的方式以及在桌面上滑行並快速停住,便能在兩分鐘之內疊出骰子塔。

棋盤切割

本作品研究並延伸建中通訊解題第五十九期一道題目:將一個 的變色棋盤分割成 個矩形,求其最大 值與其實際切割方法。我利用不等式、等差級數、函數等知識求得結果,並推展至一般的正方形與長方形棋盤,試著以方程解與棋盤簡化等方式求得最大 值,且計算出實際切割數的上界,而在最後歸納出正方形與長方形棋盤的通用切割方法。

冷熱交鋒-冷熱空氣混合界面觀察

在這次作品中,我們研究了雷雨前的徵兆,我們對雷雨的發生條件,縮小範圍研究。並設計一系列的實驗來觀察溫差對交界處風速、風向的影響,並測量溫差與風速的相對關係,且深入探討交界處不同高度之溫度變化。結果顯示冷熱空氣交界處,溫度、風速、風向都有顯著變化;冷空氣區高處,因為受到熱空氣上升與冷空氣下沉的影響,因此溫度變化量比低處大;熱空氣區低處,溫度變化量比高處大;溫差與風速成正向關係。

滑溜溜的潮間帶

潮間帶是一個海水來來去去的海邊環境,有時炎熱乾燥、有時又波濤洶湧,能在這樣環境生存的生物都非常奇特,我們利用半年多的時間,進行了二十幾次的日間觀察,及兩次夜間觀察,記錄到藻類、軟體動物、甲殼類、棘皮動物、刺細胞動物及數種魚類,另外還有數種小型生物,種類繁多。我們將這些生物的生存位置標示出來,正好可以做為學校進行海洋教育的重要教材。 我們也進行不同地區潮間帶的比較,發現八斗子公園的某些生物要比潮境公園的來的大些(黑鐘螺等),有些種類數量也比較多(黑齒牡蠣等)。 大家喜歡在海邊活動,但也製造相當多的垃圾,這些垃圾已經對潮間帶環境與生態產生影響,為了讓這些生物可以持續生長下去,有必要提升大家的環保觀念。

「粉」飾太平-濾油粉問題面面觀

本研究以「濾油粉」為主題,針對濾油粉的濾油效果暨安全性等相關問題進行探討。研究發現如下:(一)添加濾油粉在對油色清澈、延長油滾時間、加快濾油速度、降低酸價等方面,確實有其效果;(二)在油品劣化程度較輕、油量較少、濾油粉用量增多、濾油粉浸泡時間較長情形下,其濾油效果較佳;(三)濾油粉雖有重複利用的可能性,但功效逐漸減弱;(四)添加濾油粉的舊油所製作出的肥皂,在成形速度快慢、硬度、泡沫多寡、洗潔能力等方面表現較差;(五)在炸油中添加濾油粉,其安全性值得衛生單位關注;(六)使用過後的濾油粉,在作為植物肥料的成效方面,並無特殊表現。

亮!不亮?要你好看!!

七彩LED是各色分明,非常省電的劃時代光源,易於控制的色彩變化帶來各種應用尚待挖掘,但是發現LED混光混色的複合變化難以掌握其配色規則與注意事項,造成創作的困難。 本實驗先把單色LED發出的三原色光(及其混光)穿透過或照射於不同材質中的色料(紅,綠,藍三色及其混色)得到混合效果,歸納出規律性。目的將所學的一般混光與混色規則,在LED領域做進一步推展,並比較透射與反射兩種模式,找出通用準則與技巧。 然後採用各種素材,配合人眼辨識視覺原理將平面的靜態圖形轉化成各種動態化影像與文字。 最後推演出數種應用設計,來驗證超低耗能的LED可以應用在視覺效果的產品上,未來甚至可能取代部分高耗能的霓虹燈或廣告看板。

蚊所遁形—白殭菌對地下家蚊致病力探討

為了解蟲生真菌對地下家蚊之感染情形,我們探討的變因分別為溫度、蟲齡及白殭菌孢子懸浮液之濃度。溫度方面,根據台灣中央氣象局二00三年至二00七年五年來的平均資料,以台灣之最冷月均溫及最暖月均溫為上下限,訂出三個溫度;蟲齡方面,分別取孑孓及成蟲之二齡齡期;菌液濃度方面,分別訂取孑孓及成蟲感染之有效感染濃度。實驗分別為地下家蚊及白殭菌之生活史觀察與其在各種變因下白殭菌感染地下家蚊之情形及累積死亡率。 研究結果顯示,地下家蚊完成生活史約需18天,且在一定範圍內,溫度越低生長情形越好。由實驗得知,白殭菌在一定濃度下可對地下家蚊成蟲與幼蟲造成致病力,而於低溫下感染對成蟲與孑孓的致死率提升較多,感染效果較佳;且致死率與濃度成正相關;齡期方面,因成蟲及幼蟲生活史長短不同,將之分開探討發現在成蟲及幼蟲時期感染效果皆佳。整體而言,我們建議在冬季時用高濃度白殭菌同時感染成蟲及幼蟲,可有效防治地下家蚊。