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國中組

電!電!電!-電解、電解質、電池相關問題之探討

電解質的種類很多,在電解的過程中它們會產生什麼反應呢?另外因鋅銅電池使用鹽橋來幫助導電,鹽橋兩端要塞棉花,棉花鬆緊對於導電會有何影響?電極距離、電解質濃度及溫度對於電解反應速率影響程度為何?本研究發現,含氯離子、鈣離子、鎂離子會參與電解反應,發生化學反應;離子粒子太大,如硝酸根離子,導電性則較差。棉花造成導電降低程度低於10%,半透膜造成導電降低程度高於10%;電極距離每增加1cm,導電度會降低4.7%;濃度每提升0.1M,導電度約略升高9.7%;溫度每升高10℃,導電度升高10%左右。

沙包!該怎麼堆?才能有效阻擋水患之研究

沙包,在去年颱風季節成為最熱門的搶手貨,民眾想以沙包作為防止水淹入建築物的第一道防線,但是取得沙包後該怎麼堆?才能最有效的防止水患呢?國中理化第一冊第 6 章中提到水越深時水壓越大,想將積水阻擋在外,需有一些技巧才能達到目的,於是設計以下的實驗嘗試將沙包以不同方式堆疊,探討其阻擋水患的效果。我們利用保力龍空盒製作成有缺口的容器,用 4號封口袋填入細沙,控制沙包的總重量一定下,改變單一沙包的重量、堆疊方式、重疊比例、水位高低等,以實驗數據找出最有效防止漏水的沙包堆法。結果我們發現沙包採雙排上下層交叉堆疊和階梯形上下層交叉堆疊時,阻擋水入侵的效果最好,尤其重疊超過 1/4 以上(甚至到 1/2),漏水量最少,可以建議民眾參考採用。

求過任意點作多邊形面積平分線

運用中線性質、平行線交換面積、等角面積比定理和作相似形、作三點共圓等,求出「過三角形邊上、內部、外部任意點」的三角形面積平分線。再探討出過三角形內部點的位置和面積平分線的數目關係。並擴大解出「過四邊形至N邊形邊上、內部、外部任意點」的N邊形面積平分線。

凌「雲」馭「風」-以霧化水分子氣流場模型,模擬颱風在不同環境下的風場與路徑變化

本研究開發霧化水分子氣流場模型,取代傳統水工實驗,以更貼近颱風構造的設計,應用於模擬颱風發展、雙眼牆、風場不對稱、狹管效應、副低壓影響及遇到障礙物的路徑變化等小尺度現象。實驗發現,高層輻散帶動低層輻合,增強到一定程度時出現風眼,類似真實颱風。瞬間提高風速會出現類似雙眼牆構造。當破壞風場的左側,帶動中心往西北偏移。狹管效應會使一側風速加快,造成中心偏移。模擬副低壓影響實驗中,東側的副低壓會使中心往東南偏移。氣場內放障礙物易在背風側產生漩渦,擋板越高越明顯。以臺灣地形障礙物進行實驗,北部通過的漩渦因狹管效應及風場不對稱南偏;中南部通過,先略南偏再北偏;大角度進入的漩渦也常受副低壓影響而偏向背風側。

搞什麼?多酚亂變色!

我們用廢棄顯微鏡改造的「終極耗氧測定儀」能更簡單、精準地偵測肉眼觀察不到的氧化反應,因此發現了蔬果中「多酚」及「維他命C」兩者間的相對含量微妙地牽動了蔬果是否「變色」及「氧化」的特性。我們也在「多酚變色」的一連串反應中發現了似乎違背「反應物濃度越高反應速率越快」的詭異現象,開啟了奇異變色探索之旅,驚訝地發現:「多酚」之所以能與「雙氧水」發生神秘的變色反應,竟然是因「多酚」的氧化電位剛好卡在「雙氧水自身氧化還原」的電位之間,巧妙地啟動了雙氧水在「不同濃度」下「不對等速率」的「自身還原」和「自身氧化」!我們也意外發現了蔬果中竟藏有從不氧化現身的「隱形多酚」,被我們無意間以「強鹼」給「逼」了出來,好奇嗎?一起來玩玩吧!

數獨酷-程式設計

藉由檢視市面上流行的數獨書籍,統計分析數獨的組成結構及其相關模式。研究探討數獨題目的數字出現個數、分布情形及其對難易程度的影響,並且引用拉丁方陣的結構特性來進行數獨規則的研究,依據所研究規則運用於數獨程式的開發,並由電腦迅速產生數獨題目,這些電腦產生的數獨題目所具有的特性,是有別於市面上流行人工設計數獨問題的。經由這個研究,將數獨程式設計的原始碼公開,以提供進一步探究更深入數獨問題的基礎。

「快還要更快!」—跑步分配速度之研究

跑步測驗觸發靈感,光線照射決定實驗設計及研發方向:一、研究並測試雷射光與光敏電阻所組成光電開關現象,了解結合電子碼錶的速度測量效果為何,包括:設計<光敏電阻感應管>、創作<光電測速計時器>,證明研究方法的可行性。二、整合雷射光、光敏電阻感應管、碼錶研發出光電測速實驗組模型,進行所設計測速靈敏度實驗,證明與歸納最適合計時工具為何。三、運用創意設計與建構雷射分段測速系統環境,包括:設計<改良光敏電阻感應管>、製作<分段電子碼錶記錄器>、安裝<雷射發射器>、整合系統研發出<雷射分段測速系統>,作為實際跑道測試運用。四、最後實際跑道測試十分成功,有效測量與分析田徑隊員100M分段速度,以提供更合適訓練課程。

LED「油亮」小球藻

微藻行光合作用,為生長最快速的植物,其養殖具有二氧化碳減量、生產質柴油之功能。為了使微藻的養殖更具有效率,可夜間養殖施以人工光照,而LED因具有省電、使用壽命長等優點,加上部分LED所發射的光波長為植物行合作用之需,因此本實驗探討LED光照利用於微藻養殖的可行性。本實驗主要結果如下:(1)在紅光與白光LED光照下,微藻生長速率比藍光LED光照顯著快速,但與一般的T5燈管光照相近;(2)在紅光LED光照下,小球藻生長速率隨著強度增加而上昇;(3)紅光和藍光LED光照的微藻油脂含量藻油脂含量為17-18%,而T5燈管光照之微藻油脂含量約18~19%。我們的實驗結果顯示,紅光LED可用於微藻的養殖,唯目前LED的生產成本仍高,因此用於微藻養殖的經濟效益仍須評估。

一『碳』究竟-探討製備廚餘電池之條件

各項液肥六週發酵後溫度、pH值變化不大,pH值不影響電壓與電流。經A菌發酵果渣、黃豆渣之電流與電壓較高,黃豆渣有異味,因此不挑選。三週發酵果渣A菌液肥添加3克幾丁聚醣有較高的電流、電壓,以之製備廚餘電池之電解液。奈米碳管複合材料與其他極板組之電壓、電流較弱,鋅-銅、石墨棒-鋅組較高;以鋅-銅(Zn-Cu)、石墨棒-鋅(C-Zn)組,經2組串聯,使LED燈泡發亮,3組串聯驅動時鐘、手錶。改良後電解液為發酵三週「果渣+鹿角萵苣」液肥,電極以備長炭-鋅(WC-Zn),1組可驅動時鐘及風扇,節省空間、備長炭可吸附異味;以石墨棒-鋅(C-Zn)、鋅-銅(Zn-Cu)為電極,2組串聯驅動時鐘及風扇。

完美三角形知多少

班際籃球賽期間,我走到體育組前面的佈告欄,看到籃球賽程有 12 隊參加,在比賽中有: a 隊勝 b 隊、 b 隊勝 c 隊、 c 隊勝 a 隊,此種和局情況。我知道:若 12 個相異點中任三點不共線,兩兩連線有(12×11×10)/(3×2×1)個 △ 。但我想到:若以 1 ~ n 表各隊參賽名稱及點的編號,並定義「 p→q 」表第 p 隊勝第 q 隊,則三隊和局情況可以b>c" src="/ezfiles/4/1004/img/13/4.jpg" /> 或c>b" src="/ezfiles/4/1004/img/13/5.jpg" /> 表示,我們稱此為「完美三角形」。那麼在這定義下,若有 n 個隊伍舉辦了單循環賽,那麼形成完美 △ 個數之範圍為何?於是就展開了我的研究之旅。