全國中小學科展

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高中組

萬縷牽(千)絲

我們主要是在研究絲與水之間的相互關係,我們分別觀察蠶絲、蜘蛛絲對水的附著情況,並比較兩者之間的蒸散速率,我們發現兩絲分別測量時,蜘蛛絲上所附著的水珠較多並也較大顆;而蠶絲則較小且較少,蜘蛛絲上水珠的蒸散速率較蠶絲慢。之後我們再將蠶絲、蜘蛛絲放置在一起做水的蒸散實驗,並比較放在一起測量時的附著位置、水珠的大小、蒸散的速率和分開做實驗有什麼區別,我們發現蠶絲和蜘蛛絲放在一起時,附著在兩絲上的水滴都較易被蠶絲給吸附去,但蜘蛛絲上水珠的蒸散速率較蠶絲來的慢,如果不只有附著力對其在作用,那又有甚麼原因會導致如此的現象呢?我們發現蜘蛛絲對水的附著力比蠶絲來的大,但絲的附著力對水的的影響有一定的作用範圍。

你能烤得更安心!蔬果抗氧化效果之探討

本研究主要目的在探討不同蔬果於烤肉過程中降低油脂氧化程度之效果。首先進行初步實驗,從洋蔥、青椒、檸檬、蕃茄及大蒜等五種蔬果中篩選出抗氧化效果較佳之三種以進行正式實驗。在正式階段實驗中,比較三種添加物清除DPPH自由基之效力,並以POV為指標,比較不同加熱方式對肉中油脂氧化程度的影響,以及不同添加物在不同的炭烤加熱時間中肉質油脂氧化程度之變化。實驗結果經統計分析顯示,炭烤較一般加熱方式使肉質氧化更顯著,而分別添加洋蔥、蕃茄、青椒三者於肉片後進行炭烤均呈現顯著的抗氧化效果,三者亦顯示出顯著清除自由基的能力。

圓盤在彈性碰撞下覆蓋面積之探討

觀看掃地機器人的運作後,發現其效能不彰,促使我們欲瞭解並模擬其可能的最佳行進路線。本作品將掃地機改成圓盤,假定其以彈性碰撞運動方式行走於矩形區域內,並利用對稱路徑的方式推導出圓盤在不同形狀的區域以不同角度及位置出發的覆蓋面積公式,藉此探討其行進路徑及覆蓋面積;此外,我們為避免路徑重疊而推導出對出發斜率的限制。最後,我們分析數據以瞭解實際運作的情形,從數據中發現,面積覆蓋率和出發角度並沒有絕對關係,而是與碰撞次數關係密切,這樣的結果令人有些出乎意料,卻進一步讓我們瞭解真正影響面積覆蓋率的因子。然而,我們知道面積覆蓋率與運作效能不可兼得,於是我們對這部分做了探討,試圖找出令人滿意的行進路線。

氫「氣泡」燃料電池

綠能環保意識抬頭,擁有無污染、單位能量轉換效率高等特性的氫氧燃料電池,常是陪伴在科學家身邊的好題材,但由於電池反應牽涉固、液、氣三態之間的非勻相接觸,所以真正在做實驗時,氫氧燃料電池「高能量轉換效率」的特色並沒有獲得完全發揮,一般研究大多在進行「固相」的電極改造,本研究則對「液相」的電解液進行改良,利用界面活性劑黏稠、易起泡的特性,將界面活性劑與電解質溶液混合,並利用電解時所產生的微小氣泡,氣泡為電解液、氫氣同時存在的狀態。氣泡包覆氫氣、增加電池三相接觸表面積,增加電池效能,並探討不同的溫度、濃度、電解質、氣泡大小是否會影響電池效能的升降,而推論造成上述影響的可能因素,並多方面地輔以佐證。

可以不要爆爆嗎?—精油燃燒防止氣爆因素研究與改良

市售精油易發生氣爆是由於協助精油溶於水的異丙醇在加熱時氧化不完全所致,因此我們希望在不影響溶液揮發程度和薰香效果的情況下,嘗試改善此情形。一、自製精油:為研究香茅精油之原有物質性質,在實驗中利用義式咖啡器的原理,以簡單改良蒸餾裝置自製精油,將市售添加物的變因排除,再改變條件將製品與標準品比較。二、測揮發量:利用波以耳-查理定律,控制溫度,量測蒸氣壓,推算香茅精油氣体揮發量。發現從事溫持續加熱至90℃時,市售精油和自製精油皆以比例6%(重量百分率濃度)的容易有最大的揮發量;改變濃度時,則皆在76℃~86℃時有較大揮發量。三、測氧化程度:利用氧化還原滴定,測定各比例香茅精油溶液蒸氣的氧化程度:發現定溫下(80℃)市售精油以6%的溶液,自製精油以2%的溶液有較佳的安全性。而從室溫持續加熱至90℃時,市售精油和自製精油皆以比例6%的溶夜都有較佳的安全性。四、不同揮發性溶劑效果:\r 改變揮發性溶劑種類和自製的香茅精油混合測定,於定溫下比較揮發程度,以丙醇揮發效果最佳。

月球天平動的研究

月球公轉與自轉週期相同,故月球始終以同一面朝向地球。但月球亦可能因許多原因而使我們能多看到月球背面的一小部分。我們覺得此現象十分有趣,便想應用自身所學,分析了解天平動現象。

電容器中儲存的能量之測定與探討

在玩聲光科學組合套件"動動腦"玩具時,我們看到許多形狀、大小不同的電容器,使我們想研究這些電溶器的性質、功用及所儲存的能量問題,故設計此實驗,以求其能量與電壓及電容的關係。

BlingBling的渦鞭毛藻-塔瑪亞歷山大藻的生物發光

塔瑪亞歷山大藻會受震盪刺激產生生物發光現象。本實驗為探討塔瑪亞歷山大藻的生物發光機制,設計震盪平台結合高感光度數位相機,藉照片紀錄其發光變化情形,並以Photoshop軟體計量各實驗組藻液的螢光亮度。實驗比較了不同細胞密度、刺激模式、光週期變化及光合作用抑制劑對其生物發光的影響。結果得知該藻只在夜間發光,並有跟隨培養期間光週期適應的生物時鐘效應,黑暗期愈長,其維持發光狀態愈久,天亮前自動減低其亮度且在晝間不發光。此外,細胞密度、電擊強度與其受刺激後發出的光強度成正相關、而刺激愈頻繁,亮度驟減愈快,需足夠的時間間隔以恢復應有亮度,推測其與螢光素、螢光酵素及能的消耗、復原有關。因較短光照期或在晝間加入光合作用抑制劑(DCMU)將降低其夜間受激發光的亮度,且與抑制劑濃度有關。

嘉義八掌溪牛稠溪河床泥沙沈積作用調查

地球科學是一新開辦的學科,本校自始即很重視它的教學,增購教學設備來改進教學效果,因此同學們也漸漸的發生了濃厚的學習興趣,尤其師長們常常以鄉土教材為例,加強教學並利學生的野外實習, 66 年本校同學以八掌溪的河水污染, 67 年以嘉南平原的士壤蒸發作用,相繼獲得全國科展的第二名,此一系列的鄉土研究,啟發了我們的研究興趣,本作品即是針對河床泥牛稠溪源自大坑、塘湖(900m),於竹崎進入谷地平原,在民雄南測的牛稠埔進入下游平原,經月眉、朴子,於東石龜仔港入海,全長 7IKm ,平均比降 1 / 79 。其氣候條件與八掌溪相似,枯、洪現象極為明顯,洪水期的流量是1100m 3/ sec而枯水期的流量只有0.2m 2/sec,因牛稠溪的人為建設較少,河床泥沙堆積可能較有規律性,因此,本作品即以該兩河川的堆積現象,相互比較其差異性。以便求得平均流速與泥沙粒徑的相關性,以及對水利健設的影響。

明德水庫上游集水區地質調查與探討

明德水庫上游集水區新建公路之山壁,但見岩層怪異變化多端,與課本上陳述之各種地質景觀,頗多雷同之處。而且在短短六公里內,其地層與岩相重複出現,呈明顯的對稱性,為了一窺大自然的美妙傑作,並了解其真相,遂引起我們進行實地觀察研究之興趣。