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高中組

電風扇扇葉角度的秘密

本實驗主要探討一般家用電風扇葉扇角度對輸出風力的影響,在過程中藉由改變葉扇的角度及面積,探討電能功率轉變成輸出風力功率的情形。實驗中,我們假設葉片和空氣分子間的碰撞為彈性碰撞,並以此假設提出理論模型。再利用葉扇角度為0度角時,所測得轉軸處消耗的功率為背景,分析討論各種葉扇寬度及角度所對應的輸出風力功率,期望能從中找到較理想的葉扇角度。從實驗結果,我們發現要使向前輸出風力較大,其中一個方法是將角度調小來提高轉速,但因電風扇馬達的設計,若轉速過大會在轉軸處消耗更多的能量。所以需藉由調整葉扇的角度及面積,得到較佳的向前輸出風力或是較好的能源效率比。

灰灰,遠離我吧之靜電板擦研究

本研究是為了改善擦黑板時粉灰任意飄散的情形,在使用一般板擦擦黑板時,粉灰累積到一定的量,會開始掉落而飄散到空氣中,影響使用者的健康,有鑑於此,改善此情形是本實驗的目標。「擦黑板時,如果能增加板擦的吸附能力,可以減少飄散在空氣中的粉灰」,為本組之最大目的。起初我們找了許多方法,而最後以靜電原理設計裝置,在不破壞板擦原型的前提下,利用電線導引靜電於板擦上。經過多次實驗證實,將裝置裝於板擦後,其吸附粉灰的量有明顯增加,確立了靜電板擦之可行性,達到了本組之目的。

深思熟「綠」才會螢-葉綠素螢光的探討

利用簡單的濾紙層析法,可從植物葉片中萃取光合色素的成分,而利用紫外光照射以及紫外-可見光電子吸收光譜和放光光譜的測量,可判斷各成分所得結果是否有所差異。另外,我們試著加入純水或數種不同金屬離子配製的溶液來檢測對葉綠素螢光強度的影響。我們也嘗試著將萃取出來之葉綠素汁液製作成趣味隱形墨水,書寫在紙上的筆跡在一般光線下是無法以肉眼觀察到,特別的是,在暗室中經過紫外線照射後,便可清楚的看到所有紙上的筆跡。

油燃而生─回鍋油變生質柴油

原油能源短缺,因此尋求替代能源又能兼具環保的議題便成為熱門的話題,而生質柴油便是主角之一。我們便想利用廢棄的回鍋油來製備生質柴油。 整個實驗的過程我們發現未使用過的油及回鍋油在製備上的溫度、催化鹼的用量及油:醇的體積比有些許的不同。未使用的油溫度盡量控制在65℃,催化鹼濃度以0.5~1%最佳,油:醇的體積比則為1:3;回鍋油的溫度也是在65℃,催化鹼濃度為1~1.5%,油:醇體積比為1:4,而此兩種類型的油加熱時間都是控制在1小時會得到最佳的產率及良率。最後我們嘗試利用日常生活裡的酒精、乾燥劑(成份為CaO)當催化劑將回鍋油製備成生質柴油,最後實際讓柴油引擎運轉也收到不錯的效果,且排氣污染程度也小於高級柴油。

凹透鏡焦距測定的新方法

學校中之物理實驗,其測凹透鏡焦距時,僅用一種“視差法”。我們認為“視差法”並非良好的測焦距的方法,因此,考慮到何不應用凹透鏡發散光線的性質,進行測焦距的實驗呢?因此,我們開始研究這種測定凹透鏡焦距的方法。

實驗探討影響共鳴空氣柱有效長度的變因

高中物理實驗十五共嗚空氣柱﹝註1﹞,已知頻率 f 的音叉在圓柱形共鳴管口振動,調整共鳴管水位,當有最大共鳴聲時,量出空氣柱長l=λ/4,由聲速Vt=fλ=4fl和Vt=331+06t﹝t為空氣溫度﹞做比較,結果相去甚遠。另取玻璃瓶(非圓柱狀)盛水,相同音叉在瓶口振動,共鳴時的空氣柱長度和圓柱型不同,引起我們進一步研究的興趣。

另類鋅銅電池---真正不需鹽橋、可充電的鋅銅電池

一般的化學電池除了兩個電極外,需要兩個燒杯內分別放入相關的電解質及一個鹽橋內放入一種可導電但不參與反應的電解質,實在是很不方便組裝,且電流又不大。例如傳統鋅銅電池正負電極分別為3×5cm2Cu片、3×5cm2Zn片,電解質[CuSO4]=0.4M、[ZnSO4]=0.4M,鹽橋[KNO3]=1.0M時,其電流約僅2~5mA、電壓約1.0V,且不可充電,此電池無論在裝置上、功能上都不是很好的設備。 經本實驗的結果顯示另類鋅銅電池有以下優點、特色: 1.當正負電極分別為銅的相關難溶鹽固體(CuO、Cu2O、CuS、CuCl)、3×5cm2Zn片時,僅需一種電解質,不僅鹽橋真的可以移除,無須半透膜、素瓷杯,在該電解質濃度仍為0.4M下,電流即可增加至70~100mA、電壓維持在約1.1V,且可充電! 2.銅的相關難溶鹽固體電極(CuO、Cu2O、CuS、CuCl)的製備方法---燒結法是考慮學校設備、經費下所獨創、可行的製備方法!這是高一基礎化學第一章第一節化學簡史中談論火的使用與容器製作的關係,加上日常生活中焢土窯的經驗讓我們突發奇想的作法。 3.目前此充電電池在0.4 M NaOH低濃度電解液下,電池未充電即自然放電可得70~20mA穩定電流,維持時間約10分鐘(600秒),經1~3次充電後,效能不僅可維持甚至更好,電流可達80~21mA,維持時間更拉長至28分鐘(1680秒)!所以無論是在實驗時的組裝便利性亦或電池的功能如電流大小、可充電性上,都有突破性的創新改善,應可作為將來國、高中的基本化學電池的實驗之一。

胺能辨魚新鮮否?—金奈米之胺類分子檢測研究

我們利用敏感度高的奈米級金粒子溶液檢測樣品中特定胺類分子。依據魚類在不同腐敗程度下會釋放不同濃度的胺類分子,且奈米金粒子與胺類分子結合後會因濃度高低改變而影響其粒徑大小,進而影響溶液的顏色,便可藉此檢測魚類的新鮮度。我們加入不同物質以試圖提高試液的靈敏度及準確度,並且發現魚肉隨時間放置愈久,在相同條件的奈米金液中出現明顯的顏色遞變。

氯化亞鈷錯離子在若干醇類中顏色的變化

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)。