全國中小學科展

國中組

當歐姆遇上阿瑞尼士

本實驗在探討當電解質溶液通電時,其電壓與電流的關係是否有何規律?我們針對不同種類、不同濃度的電解質溶液通以電壓時發現隨著電壓的增加,電壓與電流的關係圖會有明顯的兩個區域產生: 1. 絕緣區:儘管兩極有電位差,但卻測量不到電流。 2. 導電區:隨著電壓增加,電流也呈等比例增加,兩者關係為一斜直線,其斜率為一定值,與歐姆定律相類似。為了與歐姆電阻值做區別,我們稱這個斜率值為「歐姆離阻值」。接著我們又探討兩極的距離,面積對「歐姆離阻值」的影響,驗證電解質溶液在導電區也有 的關係,最後還探討溫度、濃度以及串並聯電解質溶液對「離阻值」的影響。

方格遊戲的探討

一、作品與教材的相關性 我們在翰林版國中數學課本第一冊第三章「數與型的規律」單元中,學習到「數型規律」,也在第三章第四節例題2 中學習到三角數,在自我評量第4 題中學習到四角數。 二、作品的研究過程與展望 本組以「數形規律性」作為數理資優班研究主題,又在美國AMC8 數學測驗書中找到有趣的「方格著色」問題,我們研究該問題的解法,發現應用了我們在課本所學到的三角數知識。我們將原題的行數延伸為2 至n 行,研究其可行解。又將著色方法改變,使著色格為四角數、五角數至多角數,並應用整數同餘觀念研究其可行解。也推廣找出二階等差數列之可行解,且整理出一些規律,並以直接證題法、矛盾證題法、數學歸納法來證明結果之正確性。還發現利用我們的研究結果可運用在密碼學上,我們將做為未來的研究方向。

「鋅」花怒放-鋅金屬花電析之研究

本研究是利用電流的化學效應,在乙酸乙酯與硫酸鋅溶液之交界面,生成如花朵般薄膜狀的鋅金屬結晶,命名為鋅花。並在各種變因中找尋最佳條件,以製作出平面,光亮,樹枝狀的電析成品。最後,試用廢乾電池之鋅殼作為主要反應物,以簡易方法製作鋅花,達到結合環保、科學、科技與藝術的生活應用。

戰勝食神的「健康貢丸」-以低鹽控制蛋白質乳化效果之無磷酸鹽貢丸

市售貢丸幾乎都免不了食品添加物(結著劑、抗氧化劑、防腐劑等)的陰影;另一方面,網路上充斥的貢丸食譜,表面上好像避開了上述食品添加物,卻又加入了不知名的「食材」(例如標榜不含磷酸鹽類,卻加了含有磷酸鹽的泡打粉),但真有必要加入這些可能對健康產生負面影響的添加物嗎?因此,本研究以貢丸為研究材料,首先以自製儀器,探究貢丸的彈性口感該如何以科學方法予以客觀衡量,再依文獻中得知的低鹽低脂建議標準,探究如何以低鹽的製造配方與程序,控制豬肉蛋白質乳化作用,期望做出更勝電影食神中的手藝(即市售貢丸)之彈Q口感的健康貢丸。根據實驗結果顯示,以食鹽比例為1.33%的自製健康貢丸(不含磷酸鹽類等任何添加物),其彈性不僅優於著名市售貢丸,且能確保食品安全無虞。

蝦米吸金ㄟ--幾丁聚醣顆粒對金屬離子吸附之探討

本實驗先從蝦殼中萃取幾丁質,對Cu2+、Cr3+進行吸附,發現效果和實驗室的藥品級幾丁質並無明顯差異,接下來的實驗都以蝦殼中所萃取的幾丁質進行,由於表面帶電的影響,在pH值接近中性時對Cu2+及Cr3+有最好的吸附效果,溫度越高,吸附的速率越差,因此在常溫的吸附效果最佳,因為電荷密度的影響,對 Cr3+較Cu2+好,幾丁質經過去乙醯化反應後的幾丁聚醣可溶於弱酸中,再由鍵結反應和包覆過鐵粉的二氧化矽產生共價鍵結,形成幾丁聚醣顆粒,在pH=值6至7時,幾丁聚醣顆粒對Cu2+及Cr3+有最好的吸附效果,溫度越高,吸附的速率越差,在特定的情況下,幾乎可以將溶液中Cr3+完全移除,因為幾丁聚醣顆粒表面具有胺基(-NH2),且附著於奈米大小的鐵粉上,顆粒變小反應面積增加,故吸附的效果及速率較幾丁質明顯提升。

圓形尖額蚤-構造、行為及生活環境因子之探討

在一次使用顯微鏡觀察認識學校淡水中常見生物的時候,偶然發現了一些滿身沾了泥巴,穿了紅衣裳,慢慢地在泥中搖舞的小小動物,引起了我們的好奇心,趕忙請教老師,老師告訴我們由它們外觀形態判斷看來可能是水蚤的另外一種,需要進一步研究,於是引起了我們三位的興趣,以下就是我們一連串的教察探討,我們將它稱為一一圓形尖額蚤。

十四歲那年的雨季─探討 82 年夏季缺水之氣象因子

A :好棒哦!訓導處剛宣布今天不拖地。 B :什麼?不拖地,那多髒啊! C :你難道不知道 82 年最熱門的新聞是缺水嗎? B :當然知道,我還知道報上說是因為颱風沒來呢? D :颱風真得那麼重要嗎?我們一起好好研究一番!

化腐朽為神奇--蝦兵蟹將立大功

由蝦蟹外殼廢棄物以鹽酸及氫氧化鈉處理,可以萃取幾丁質(Chitin),作為多種用途,其中一項為淨水。由於自來水中含有氯,清洗蔬菜水果時,氯會被蔬果吸附,食用後對身體不好,若能加入蝦蟹殼先行吸走氯,則食用蔬果就很安心。幾丁質對抑制細菌功能良好,因此在野外求生時,野外水源可以用幾丁質來淨化,而後飲用。以蝦蟹殼廢棄物可以自製日常生活用淨水器,達廢棄物再利用的目的,值得推廣。

沖繩河魨的生態研究

暑假裏,我們到海邊垂釣,上鈎的都是本地俗稱的「魚規」 ,釣上岸後會發出「咕嚕」的磨擦聲.肚子脹得像個小氣球。厲害的是,牠不但吞了我們的鈎、咬斷了線,而且經過了三小時仍未「氣絕」。當地的漁民告訴我們此種魚有毒,不可食用。由於此魚實在很「特別」,所以在老師的指導下,展開了對「魚規」-沖繩河魨的一連串探討。

誰偷了狗食?以創新腳紋拓印法發現白頭翁(Pycnonotus sinensis)覓食狗食新族群

白頭翁(Pycnonotus sinensis)是台灣中低海拔常見的親人種留鳥,近年來科學家對白頭翁的研究集中在捕食、育幼、築巢以及與烏頭翁雜交情形之研究,對於白頭翁在城市生態系中適應的情形,並未著墨太多。本研究主要發展創新隻腳紋拓印法用以區別取食狗食之白頭翁個體,取代已知必須捕捉繫放的「捕捉套環法」以及「標記飛羽法」,並發現已發展固定行為模式的取食狗食之特定白頭翁族群。研究結果顯示,狗食大小與形狀會影響特定白頭翁族群之覓食偏好,該族群覓食狗食行為與時間地點、狗食密度、人為干擾度、溫度、降雨和季節皆無明顯之相關,根據糞便分析對照組(非覓食狗食族群)與實驗組(覓食狗食族群)有顯著差異。統整以上研究,樣區內白頭翁族群已走向人為干擾嚴重後選擇不同適應行為的分歧之路。