全國中小學科展

高中組

海格的爆尾丁蝦- 鹼性電池的探討

鹼性電池使用的電解液均為強鹼,電池中的鋅極會與其發生腐蝕反應,使得電池放電壽命降低,並產生氫氣,而大量氫氣使得電池有爆裂的危險,為了改善上述問題,我們自行設計了氣體觀測儀器,用來檢測銀鋅電池充放電與靜置時之氣體產生量,更藉由探討影響變因的過程找出銀鋅電池最合適之使用條件,例如:電解液種類之選擇、濃度的比較、電極面積與充電電流對使用效果之影響,並改善電池腐蝕程度,進一步提高使用功率,以鋅極處理(Sn:Pb 1:1 )搭配電解液添加物(KOH:Zn(OH)42- 2:1) 非常有效率地抑制氣體產生,更用氯化銀取代傳統氧化銀為正極,大大地提升放電功率至原先的數百倍。

氣體對綠豆萌發,黴菌生長影響的探討

我們的生物課程裡,老師常教我們一些有關影響生物生長的環境因素如:溫度、水份、 pH 值、養分、空氣成分等,這些因素的改變對生物的生長影響很大。而有關空氣中氣體成分改變的影響我們知道很少,民從未做過實驗。近年來空氣污染之嚴重早為舉世所注目。最近又由於木柵、景美的酸雨問題吏引發了我們的研究興趣。因此我們想利用幾種不同的氣體填充入試管乃鐘罩內,模擬大氣成分的改變來觀察其對綠豆種子的萌發及黴菌生長的影響,以窺知其梗概。

車削多頭螺紋機構之研究

車削多頭螺紋的方法有很多種,在學習過程中,我們曾利用主軸轉位法,複式進刀法和成形刀法進行實地操作試驗,經試車後結果發現了以下諸缺點 : (一)主軸轉位法 : 1.與現實脫節,不適合學校使用之車床。 2.費時費力,心軸之齒數,必須為螺紋頭數之倍數。 (二)複式進刀法 : 1.複式進刀座易產生間隙,嚴重影響品質精度。。 (三)成形刀法 : 1.此法車削時乃數刀鋒同時接觸工件,所受之切削阻力非常大,對機具及工件有不良之影響。 發現了上述缺點後,再不願抱殘守缺的精神下,激發了我們從事多頭螺紋機構之研究,以求上述的缺點,獲得有效的改善,並藉此研究發現而提高工件的品質與精度。

節腹線的深入探討

在高中物理第三冊“波動篇”中提到兩圓形波干涉產生節腹線的情形,再加上老師利用投影片生動地示範節腹線位置變換,使我們對節腹線位置改變產生濃厚的興趣,而想對它作更深入的探討。

從綠竹的相剋作用到殺草劑的應用

印象中空闊而不生雜草的竹林,是最好的遊戲場所;以前年紀小,只知道不長野草很方便玩,卻一點不感到奇怪。直到高一,有一次生物老師講解生態系時,以竹林為例說明「相剋現象」,頓時想起小時候的經驗。現在,我有一股衝動想研究童年的遊戲舞臺。

自製氣體吸附儀

我們利用化學課本上製氧的方法,設計製造及收集氧氣的儀器,再依照活性碳在水中吸附氣體的方式,測試其吸附氧氣的能力,結果以茶渣、橘子皮、磁磚及咖啡渣為最佳吸附劑,因此以這四種製造氣體吸收劑。我們由實驗測試有孔洞的廢棄物可以吸附氣體。我們實驗結果顯示,應用自製的廢氣吸收劑,配合嚴密的攔阻設計,可有效降低空氣中的廢氣,進一步減緩地球暖化及空氣污染。

綠豆萌發時硝含量的探討及蘿蔔硝含量的調查

在人口爆炸的 20 世紀,農作物的增產是無可須臾遲緩。植物體的含氮有機物,不但含量頗多,而且是生理上酵素、肢基酸、核酸、瞟呤等蛋白的構成要素,為了增加農作物的生產,瞭解氮的代謝作用是非常重要的。植物吸收各種含氮化合物以供體內之需要,其中以硝酸鹽氮和銨鹽氮為最主要來源,而在土壤中大部分銨鹽會經硝化反應轉變為硝酸鹽,再供植物體吸收,其反應如下。

銅鋅協力—高能量鋅銅電池

鋅銅電池之標準氧化還原位為1.100伏特。過去已有很多研究,主要以改變離子濃度與改良鑑橋,提高鋅銅電池的輸出功率,但這些實驗設計的電池電壓都低於標準氧化還原電位。本實驗構思運用簡易的組織器材,從改變電解質濃度、使用不同的電解質、添加界面活性劑與鑑僑界面等因素,找出改良方法,提升電壓。並以實驗結果為改良依據,設計與組裝電池。本研究電池成品的電壓可超過1.5伏特,在不串連的情況下,可驅動有額定電壓之隨身聽最高達四小時以上,顯示成品具有高度實用性。

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。

以濾紙色層分析法研究鐵族氯化物錯離子之穩定性

高中化學東華本實驗35「離于交換樹脂分離法」中,以12M HCl溶解含Fe 3+、Co 2+、Ni 2+之鹽,使成氯化物錯離子FeCl6 3-、CoCl4 2-、NiCl4 2-,以與 Dowex 陰離予交換樹脂 No.2 中之 Cl-交換,而吸附於含樹脂的玻璃管柱中。然後逐次降低HCI 濃度,使錯離子之生成反應逆向,再回復為水合 Ni 2+、CO 2+、Fe 3+中陽離子,它們不被樹脂所吸附而由管柱中溶離。般小穩定的氣化物錯無子在HCl 濃度高時即可被溶離;而最穩定的氣化物錯離子在HCl 濃度低時才能被溶離一而Fe 3+、Co 2+、Ni 2+離子是否已溶離出 ,可由定性檢驗得知。依據課本的實驗,溶離時必須保持溶液均勻的流速(每分鐘 2.5ml ),否則會減低 Fe 3+、Co 2+、Ni 2+ 的分離效能,影響混合液的定性鑑定一而大多數同學均未能如此。再者,離子交換樹脂雖於實驗後可以再生一但是,我們發現:許多樹脂於實驗後雖用蒸餾水沖洗 · 並以2M HCl維持濕潤 ,卻已變為綠色,而不是原來的黃褐色,多數同學的實驗未能成功,或許是肇因於此吧!基於以上原因,我們多方思考是否可對此實驗作-變通,期能獲致較為明確的結果,於是進行本研究。