全國中小學科展

高中組

探討海陸溫差與海風風速的關係

國中地科第九章曾提過海、陸風的機制,由於陸地和海洋的比熱不同(陸地比熱小,海洋比熱大),白天陸地上的空氣溫度較高,密度較小而上升,促使海面上溫度較低,密度較大的空氣流向陸地補充,形成了海風。然而當我們白天至海邊時會發現:一天之中海風風速有強弱之變化,通常上午風速較小,午後風速較大,此外,風向也略有變化。這些現象使我們不禁感到好奇,究竟是什麼因素造成了這些變化?

彩色三角形

常我們學得排列組合,在課本上常看到許多類似的問題,算多少個點,多少條直線或多少個三角形的問題,諸如在平面上兩點可決定一直線,三點最多可決定三直線,四點最多可決定六條直線……n 個點最多可決定nCn 條直線,這些有關的問題在課本或參考書上,可以說是俯拾皆是,在某一本有關組合排列的書中論及兩人畫線的遊戲,題目的意思是說:在平面上有六個點,任三點皆不共線,以兩色連結各點,先畫出同色三角形者為輸大家覺得好玩,從多次的嘗試中,我們歸納出似乎後畫的人較為有利,但又說不出什麼道理來,實在是知其然而不知其所以然,所以我們聚集幾個同學利用課餘的時間,從反覆不斷的試驗中,尋出其中存在的道理。

香草植物對蚊子的影響

本實驗在探討香草對蚊子的影響,用香草和一般較無氣味的雜草,來做實驗組和對照組,設計了兩大實驗。1.利用兩個箱子和一個連通管所製成的實驗箱,將植物水溶液噴灑於裝有20 隻母蚊子的箱中觀察由甲飛到乙、盤旋、垂直下降、及無反應等四種情況。得知艾草的驅蚊效果最佳,次之迷迭香、到手香,檸檬香茅最差,則其牠雜草效果不彰。2.手部實驗,將植物水溶液塗抹在手上,伸進裝有20 隻母蚊的實驗箱,停留一分鐘,觀察叮咬、停留在手上,等兩種情況。得知塗有香草的手蚊子比較少蚊子叮咬,效果為艾草最佳,次之迷迭香、到手香,最差檸檬香茅,而停留的數目,艾草最佳次之迷迭香、到手香,最差檸檬香茅,塗有雜草汁液的蚊子叮咬和停留的數目很多,幾乎沒效果。

臭味何處來?過氧化氫製氧實驗之研究與探討

高中二年級下學期化學課本中的第七章:反應速率;其中有一項實驗是過氧化氫反應後變成氧氣,以二氧化錳當作催化劑,來加速反應的進行而產生氧氣。照理說反應完成後所集到的氣體應該為純氧,而「純氧」應是無色無味的氣體,但是我們卻意外的發現反應後所生成的氣體有一種刺鼻的臭味,而我們試著推論其臭味是否為「臭氧」。而我們也設計了的實驗和自創的裝置來證實其臭味是否為臭氧,並且試著使用生物酵素來催化過氧化氫,也發現了一些意想不到的結果。這些以「臭味」作為出發點而推展的一連串實驗和推論,以下報告的內容將為您做最完整的呈現!

鉛酸電池之最佳充電電流與快速充電之研究

電動車是解決空氣污染的重要工具,而高電能容量的電池則是其動力的來源,除了電池的蓄電量,電池的充電速度同時決定了二次電池在電動車上使用的價值,有鑑於一般傳統定壓充電餘充電後期的低壓差導致充電速度減慢且大量拉長充電時間的缺點,本研究以高電能容量的鉛酸電池微研究對象,研究各溶液濃度、溫度、極板條件下的最佳充電電流,並且將各極板、溫度、溶液濃度下的最佳充電電流以變壓差充電充電的程序應用於電池的充電,結果顯示;使用變壓充電程序之鉛酸電池確實可較定壓充電之鉛酸電池節省一半的時間。

醣寶寶的「旋光」世界----自行組裝旋光度計來探討蔗糖水解的動力學及平衡

本研究是利用偏振片、量角器位刻度盤、雷射光為光源,以及生物用到的照度計為偵測器,組裝一個簡易且可靠的旋光度計。我們利用單位時間旋光度的變化量當做反應的速率,來測量蔗糖的水解速率,同時求出蔗糖水解反應的反應級數、速率常數﹙k﹚。進一步,利用醣類的旋光度具有加成性之特性,找出不同混合比例時的旋光度,來追蹤實際蔗糖分解的每個狀態,並找出最後的平衡狀態,同時將蔗糖水解平衡的平衡常數﹙K﹚,及該反應的反應熱﹙△H﹚算出。結果顯示,旋光度與濃度有線性關係,而蔗糖水解反映對蔗糖而言為一級反應,反應的速率常數為5.17×10(min),反應在催化劑存在下活化能約為1.29(J/mol)。當反應達平衡後,平衡常數在溫度為25℃時為38.00(M),該反應的反應熱約為-152.67(KJ/mol)。

宜蘭外海條狀雨帶成因探討

觀察逐時雷達迴波圖之後,我們發現冬末春初時節,從傍晚到凌晨這段時間是一條狀雨帶的「好發期」,這條狀雨帶並非由鋒面或其他已知的天氣系統引起,故我們想研究這條狀雨帶強度與其氣候環境間的關係。先定義出條狀雨帶常出現的範圍,並利用PowerPoint軟體在雷達迴波圖上將此範圍切割成縱19×橫13的正方網格,藉此將範圍中的回波訊號量化。整理向中央氣象局收集來的氣象資料(氣溫、海溫),與回波訊號的量化數據做對照。結果我們發現,以溫差來看,海溫與氣溫的溫差愈大,此雨帶愈明顯;以月份來看,冬末春初是此雨帶頻繁出現的時間。

由截痕及不變量來探討二元二次函數之極值

我們知一元二次函數f(x)=ax 2+bx+c,一定有極值,當a>0時, f(x)有極小值為-b 2-4ac / 4a,a

神秘的水結晶~溫度對水結晶影響之研究

水結晶的現象,不容易用肉眼觀察,我們利用水結晶降溫曲線的測定,分析得知開始結冰溫度、時間及結冰速率和水結冰的現象。並進一步有系統的研究不同的起始水溫的結冰現象,我們發現水的初溫在 60℃時會最快結冰,但結冰溫度、結冰速率(g/s)則與水的初溫並無明顯的關係,而是系統的降溫速率(℃/s)越快,結冰過程時間越短(g/s),即結冰速率越快,我們也發現過冷現象越大,則延遲結冰時間(過冷現象持續的時間)越長。至於結冰外觀的部分,對拍攝的影像進行判讀和曝光率的分析,發現初溫不同的蒸餾水所結的冰外觀稍有不同,皆含有不同量的微小氣泡。冰塊中氣泡越多,透光性越差,此乃因延遲結冰時間短,水分子排列急促所造成;反之,氣泡越少,即透光性越好,則是因延遲結冰時間較長,水分子較能夠排列整齊。特別值得一提的是,初溫 60℃蒸餾水所結的冰透光性最差,更可證明延遲結冰時間越短,水分子調整至適當位置可用時間越短,往往造成結冰缺陷較多的現象。

磁力砲-磁力與能量的探討

本實驗的目的是探討鋼球在磁鐵作用下的效應。本實驗利用「測量臺」與「射出端初速測量裝置」兩個實驗裝置,測量出磁力與距離關係、入射鋼球能量與射出鋼球能量之間的關係。我們以不同的顆數測出射出鋼球所擁有之能量,用不同的固定磁鐵方式比較其能量轉換差異。實驗結果顯示,在經過多組磁鐵加速裝置的實驗後,我們發現射出的鋼球每經過一組加速器,其能量便會等比例增加,這也說明了射出鋼球的能量是具有累加性的。