全國中小學科展

高中組

二十世紀後期聖嬰與西北太平洋颱風的關係

熱帶太平洋地區是聖嬰現象最明顯地區,我們查詢美國NOAA的氣候預報中心資料庫,參考Treberth教授於1997年的定義,利用Nino3、4區,確定聖嬰、反聖嬰與正常期發生時間。西北太平洋是全球颱風最活躍的地區之ㄧ,我們從日本氣象廳網站,下載西北太平洋颱風發生時間、路徑、強度。我們想探討聖嬰與西北太平洋颱風之間的關係─包含西北太平洋〈北緯30度~EQ、東經100度~東經180度〉颱風發生頻率、颱風生成位置、強颱發生頻率、侵臺強颱發生頻率、侵臺強颱為單一測站帶來最高雨量與聖嬰關連性。本研究結果顯示聖嬰現象發生時,西北太平洋6月~11月颱風月頻率較1951~2005年氣候平均值低,颱風生成位置有偏東趨勢,西北太平洋強颱月頻率會增加;侵臺所有颱風月頻率為正常期最多,侵臺強颱頻率無明顯變化,侵臺單次強颱為單一測站帶來最高雨量,比反聖嬰期多。

哇!好多的1、2、3!──外觀數列

「外觀數列(The Look and Say sequence)」為依照外觀產生下一列的數列,第一列為「1」,第二列則描述第一列「1 個1」而為「11」,第三列「21」,第四列「1211」,依此類推。本研究針對外觀數列的各項數學性質作研究探討,並由此推導出外觀數列的一般式,即給定第n列就可知道該列的內容。

尋找金門高粱酒的另一個春天-蒸餾米酒

我國於民國九十年加入世界貿易組織後,為了配合國際的稅制導致米酒價格不斷的飆漲,且米酒的純度不高,目前市售的米酒,濃度不太高,且口感也不甚理想,因此我們將藉以蒸餾的方式粹取出高濃度、即接近金門58 度的高梁酒,並且使用品質較佳的米,外加使用我們熟悉的化學知識,改善米酒裡的一些成份,使蒸餾出來的米酒口感更好,希冀將來能大幅推廣,就如同目前的金門高梁酒一般熱門,成為炙手可熱的酒類產品。

蜘蛛在哪裡呀?

本實驗以常出現在我們校園樹叢間的日本姬蛛為觀察對象,主要針對其生長情形、遮蔽物的功用及取得方式、網構搭建過程、遮蔽物的種類及方向統計、卵囊週期及外觀變化和獵物處理,做了一系列的觀察及實驗紀錄,且對寄生在日本姬蛛背部的寄生蜂幼蟲,做了進一步的觀察。經過觀察後,發現日本姬蛛的遮蔽物大部份不會由太遠的地方獲得,大都是由棲息環境所提供、還發現日本姬蛛會改變其遮蔽物的形狀,進而影響其方位,數據顯示以錐狀直立最多,因其結構相較於其他種類而言較具隱蔽性、有卵囊的樣本,錐狀縱向也較多,且方向形狀是會隨著卵囊的出現而改變、日本姬蛛搭網過程多變,無一固定流程,有些會自行吊起遮蔽物,有些則會等待遮蔽物掉落於網中、獵物處理方面,日本姬蛛會先用絲將獵物固定,再拉至遮蔽物內食用,獵物體型大者則會拉至遮蔽物下,數量過多時,牠並不會全部都拉至遮蔽物內。寄生蜂方面,經由顯微鏡觀察發現寄生蜂腳端有類似結網蛛腳端的爪狀構造,但其他昆蟲沒有,因此推測這就是其能在網子上行動自如,進而實施寄生行為的原因。

多「烯」多健康

市售的天然清潔劑成份多含有檸檬烯,根據一些研究資料,我們得知檸檬烯除了可當溶劑外,對於油脂亦具有清潔效果。在本研究中我們以家庭中常見的溶劑:酒精及水來萃取橘子皮,藉由GC/MS的鑑定來確定橘子皮萃取液是存在檸檬烯。而本研究對橘子皮萃取液及檸檬烯的標準品做了一連串的實驗,可推測檸檬烯用來除去油污的原因;在研究過程中,我們使用自組式透光儀觀察清潔劑對油脂形成油胞的程度,並設計一套清洗油污的流程,藉由油脂的氧化還原作用來測量殘油程度。因此,藉由本研究可將廢棄橘子皮製作成家用天然清潔劑,達到省錢環保的目的。

由生物分析法來檢驗高雄煉油總廠廢水的淨化程度

據報載後勁溪水的污染,對於整個河川的生態都造成嚴重的影響,高雄煉油總廠的廢水也是排入後勁溪的,身為油廠子弟,對此切身之事,也該盡己所能地加以觀察研究。

人工向日葵

由於太陽仰角隨著時間不斷變換,太陽能板的接收率因此無法隨時達到最高。如果太陽能板能像向日葵一樣持續面向太陽轉動,那麼將會大幅提升太陽能板單位面積的吸收效率。我們設計一個附有凹槽的面板,使特定方向的光源只能完全通過特定的一個凹槽。而這個特定方向的光源會到達驅動裝置,此裝置是利用在常溫下的平衡態在受熱後總莫耳數增加的原理,使氣體總壓增加,進而推動水,使驅動裝置對面板造成的力矩增加,帶動整個面板轉動,讓目標面向陽光。經數次測試發現,雖然面板會朝向光源轉動,但總與正確方向有些微偏差,沒有辦法很精準的指向光源,推測造成此狀況的因素不只一個,有待更進一步的改良。

雙氧水電池與氧化劑水溶液電池研究

我們希望嘗試雙氧水電池這個新議題與其他氧化劑次氯酸鈉、硝酸鐵電池,是希望它可以在實驗是輕易製作,且是環保而強力穩定的電池。實驗的過程我們儘可能使用低污染的材料,也發現一些不錯的實驗結果: \r 一、雙氧水電池,燒杯中直接反應:以10%雙氧水、Zn當陽極所產生的電壓電流最大,比文獻提到的A1電極好。 \r 二、雙氧水電池微型化,H2O2 30%中加入寒天末、碳粉與少量磷酸鈉,可產生大且穩定的電流與電壓。如此製作的電池,並不亞於市售電池。 \r 三、三種電池的比較,以H2O2最為穩定,Zn或Mg為電極可以產生很大的輸出電流。NaCIO與Fe(NO3)3水溶液電池,反應速率太快,電池雖有高電壓與電流,但不是很穩定。H2O2確實可以發展為強力環保電池。

洞穴十字路—揭開東帝汶近萬年的氣候秘辛

以東帝汶Monkey cave的MC2石筍進行鑽孔,拋光,得到各段的石筍粉末後,以鈾釷定年法得知生成年代,並得出石筍δ18O數值。東帝汶Monkey cave的MC2石筍有81個鑽孔點,δ18O值介於-4.237 ‰~-2.452 ‰之間,δ18O氧同位素的變動範圍約在1.8 ‰之間。 MC2石筍生長時期13542~10740年前,即更新世晚期。東帝汶MC2石筍在早期δ18O較晚期數值較重,而到後期較接近10740年前則是δ18O有一直變輕的趨勢,由此可看出早期雨量較晚期為少,且雨量呈現增加的趨勢,代表溫度上升,上升氣流較強,雨量較多所致。東帝汶MC2石筍和約萬年前中國南京葫蘆洞石筍的δ18O值比較,呈現相反的趨勢,與新仙女木事件發生時(12800~11500年前),大西洋北部大量融冰注入,而造成暖流無法北上,造成低緯度溫度較高,雨量較多的有關。

何種變因影響溶液導電性的大小

(一)在高中物理實驗課本中“溶液中離子電荷測定”的實驗中,我們發現電壓一定的情況下,電流強度隨時間的增加而減小;但溶液的溫度卻逐漸升高,使我們聯想到溶液的導電性應與那些因素有關?(二)在學習歐姆定律時,引起對“溶液導電時,是否可視為歐姆式導體”,亦即歐姆定律能古適用於導電溶液中。