全國中小學科展

高中組

間歇泉的成因探討

間歇泉是一種十分奇特的地質景觀,地下水受到火成岩入侵所帶來的穩定熱源加熱,產生水蒸氣,利用水蒸氣形成的空氣柱壓力推動水由地底噴發出地表,也因為熱源穩定使得噴發時間差接近一定值,形成所謂的「週期性」。而根據實驗結果發現,管壁較薄的管子,在噴發之後,會使管中殘餘的水稍作降溫,加上補充的冷水使系統降溫;管長愈長時,蓄水槽中的水量較多,提高溫度所需的時間也較長,而延長了噴發的週期,最後歸納出間歇泉形成及存在的三個主要條件:(1)穩定的熱源;(2)細長的孔道;(3)豐沛的地下水。英文摘要:The geyser is a very amazing sort of geologic scenery. Its principle is that the heat source of invasive volcanic rock heats the underground water to produce steam that results an air-columnar with a large pressure to erupt through the underground on the surface. Because of the steady supply of heat source, the period between eruptions is closed to a constant called “periodicity.” According to the result of the experiments, the tube that have thin wall can lower the remaining water’s temperature a little and the cold water’s supply can also lower the plumbing system’s temperature after eruption. Besides, the water in the longer tube needs more time to higher its temperature to protract the period because it have more water in its reservoir. Eventually, there are 3 essential conditions of the geysers’ existence concluded: (1) steady supply of heat; (2) a thin and long standpipe; (3) abundant underground water.

小傾斜、大學問

在作「反射定律」的實驗時,意外地發現,雷射光被平面鏡反射出一連串的亮點,跟單、雙狹縫並不同。幾經後來的努力,才發現是因平面鏡的表面,略有傾斜所造成。因些,為了能更進一步了,「水平面-透明介質-傾斜水平面」的系統,在不同介質、不同傾斜度,葚至不同的入射角時,所造成的亮點差異。於是,進行了一系列的實驗,以便探討此機制產生的原因。

動力新觀念-腳踏『氣』車

處在二十一世紀,身為萬物之靈的我們,數百年來都在快速地耗用地球上的能源。科學家表示,生活中動力最主要的來源——石油,即將耗用完畢。因此,各個研究人員無不積極尋找所能使用的替代能源,凡舉氫氧電池、利用鈾原料的衰變而發電等等,都是他們的成果。但是,這終究只是「替代」能源而已。時間一久,難道不會耗盡嗎?有沒有一種能源是能夠反覆使用、取之不竭的呢?它環繞在我們的四周,也避免地球受到外來物的入侵。它,正是每天伴著我們,使我們能夠繼續生存的「空氣」。利用空氣,解決能源危機,如果同時能夠健身,一舉兩得,有那該有多好哇!於是,我想到了結合腳踏車和空氣動力,並與師長加以討論,展開一連串的研究。

真是太過影了

根據投影的定義(地面上方之不透明物體受一垂直地面光線之照射,在地面上的陰影部分的長度或面積)。根據投影的定義,由線和面的投影延伸到立體之投影。我們以各種正多角錐和角柱為例,固定光源方向,分別改變角錐和角柱的控制變因和傾角,其投影面積是否有規律性變化?欲求出一條投影面積與傾斜角度的通式,由最簡易的三角錐、三角柱至繁複的多角錐、多角柱,分別計算其投影面積並傾斜其中心軸,並列出其傾斜角度與投影面積的關係式,從中找出不同角錐與不同角柱的各項關係式的規律。

高雄地區市區與郊區熱島效應之比較

本研究主要根據2011年1月與7月每小時的氣溫資料庫數據,比較高雄市屬於市區的鳳山、前金、復興(前鎮)以及屬於郊區的橋頭、大寮、林園之間的溫差,並探討這些差異可能來自哪些因素,特別是人為經濟活動如上下班的交通車流與建築空調排放的廢熱造成的升溫。另一方面,研究小組亦進行位在市區的本校校門口與位在郊區的另一校校門口的氣溫實測。資料庫數據分析結果顯示,溫差直接受測站所在位置物理環境狀況影響,郊區測站會高於市區測站,但透過分析平常日與假日溫差變化形態的差異,仍可發現冬季時的平常日有明顯的人為經濟活動的週期性高溫循環,冬季夜晚市區測站氣溫大多較郊區高溫,這些結果符合熱島效應的現象,實測部分本校與郊區學校之間則無明顯差異。

[爆][爆]王-探討日日春花粉爆裂之原因

本實驗除了探討日日春花粉在滲透壓下的爆裂率之外,是否也有可能是其他因素造成其爆裂率提高或下降。本實驗以日日春作為觀察對象,並觀察日日春花粉在各種條件下之變化。實驗結果顯示〈一〉花粉的爆裂率在酸性中高於鹼性〈二〉添加外源鈣離子可以保護日日春花粉使其爆裂率大幅下降〈三〉日日春花粉在EGTA(鈣離子螯合劑)的處理下爆裂率下降〈四〉日日春花粉在EDTA(二價陽離子螯合劑)的處理下爆裂率隨著濃度上升而下降〈五〉在酸性環境下添加外源鈣離子可有效降低日日春花粉之爆裂率〈六〉外加鎂離子對於日日春花粉爆裂率影響並不顯著 〈七〉氯離子對於日日春花粉之爆裂率有增加的趨勢〈八〉日日春花粉在Verapamil(鈣離子通道阻截劑)處理下爆裂率隨濃度上升而下降 。

漩案?!

何謂懸案?前無古人,後無來者,歷久之謎,費心猜疑…過去的資料中常有類似的研究,但幾乎都是強制渦流的實驗,為自然渦流者其實細看也只略敘一二,今日,我們探討其原因結構及未曾出現在資料中的『裙苞』(見結論之三),聽我們細說從頭。

A.S.R.自動感測雨量控制系統

汽車擋風玻璃的清晰度影響駕駛行車的安全性,下雨天時,雨刷扮演著很重要的角色,但雨量時多時少,擋風玻璃上的雨刷卻無法適時的改變刮水速度。雨刷控制皆採用段位速度控制,無法適時有效的因應雨量多寡來做速度變化控制。本研究將傳統控制方式改以自動控制模式,駕駛者只要將雨刷段位設定於Auto檔位時,即可因應雨量多寡而自動操控雨刷擺動速度。雨水量大小能改變浮木高度並操控可變電阻位移量,藉此改變流進雨刷馬達電流而達到馬達轉速控制。測試結果與數據顯示,進水量與浮木上升高度呈線性關係,而電阻值的改變與馬達轉速亦呈線性變化,能完全發揮雨刷自動操控的主要功能。本設計名為:自動感測雨量控制系統(Auto Sensor Rainfall Control System,簡稱A.S.R.)。

碘鐘反應的電場動力學

影響反應速率的變因甚多,有反應物本質、濃度與接觸面積、反應時溫度、催化劑等,有的影響大、有的影響小,本研究中我們選擇電場作為主要觀察變因。因為碘鐘反應是好的化學動力論的觀察對象,在時間的測量上較為精確且顏色改變明顯易辨認反應終點,經由實驗,我們得到電場大小對反應活化能的影響趨勢,以及其他在反應上的特性。

一個也沒漏掉

本文中我們探討一個有趣的數列。這個數列有一個非常特殊的性質:將數列相鄰兩項的前項當分子,後項當分母,所產生的分數數列,恰好會出現所有的正有理數。 這個特殊的性質表示,可以將正有理數按照這個方式作排序,這個排序將完全不同於常見的正有理數排序的方法。 (1). 在正有理數的排序的結構中,我們做出許多有關於此數列的定理。 (2). 用數學歸納法證明此分數數列涵蓋所有正有理數,且每一正有理數只出現過一次。 (3). 將數列分割後,利用試算表製成數列規則表,並整理出快速的方法將數列表達出來。 (4). 將an 數列排成“樹”的模式,可更快速的把正有理數寫下來。 (5). 最後,設計出搜尋正有理數的演算法,解決在分數數列中第n 個正有理數會是多少;以及正有理數會出現在數列中第幾項的問題。