全國中小學科展

國中組

黑與白的邂逅--探討黑條紋與白條紋升溫降溫的變化

斑馬的黑白條紋被認為可能會降低溫度,由實驗發現,黑白條紋組的上升速度較黑組與白組慢,白組又比黑組慢,接著測量表面溫度,黑白條紋組外部的白條上升速度比黑條快,內部黑條比白條上升速度快。溫度上升時,大瓶升溫的速度較小瓶快;下降時,大瓶與小瓶的降溫速度無顯著差異。改變黑白條紋的方向、粗細,不會影響上升與下降的溫度變化。另外將白條紋換成銀色,升溫時,銀組速度最慢,銀黑組次之,黑白組最快,降溫時亦相同。最後,觀察煙的對流實驗發現黑白條紋組表面空氣具有對流的存在,並推測造成黑白條紋組升溫較緩慢有四種對流可能性。

芒草‧變裝‧show!-芒草纖維作為造紙新原料的可行性研究

本研究在探討以「芒草」作為造紙新原料的可行性。本研究目的有三:A從芒草紙的外觀、抗張強度、吸水性、透水性等紙張性質,來探討芒草造紙的可行性。B比較芒草纖維紙、闊葉木纖維紙、複合纖維紙的差異性。C探討芒草紙的應用與推廣價值。研究結果發現:a芒草紙與一般紙造紙原料—闊葉樹紙漿,在書寫上並無太大差異。b纖維交織情況會影響紙張的抗張強度、吸水性及透水性。c芒草紙在應用部分,其抗張強度好,適合做紙袋;透水性較差,適合做紙杯墊;在外觀上具有古典美,在強調個別化的時代,可做為藝術材料。由以上結果,我們評估其可行性甚高。因為「芒草」生長季短,且生長速度快,取用它不但對生態無礙,還能為芒草找到新的經濟價值。

三角形三角平分線、三中線、三高交於一點的另一辦法

由三角形三中線點,三角平分線及三高的圖形分析,皆是由頂點一個三角形自頂點任引出三射線,此三射線可交一小三角形出來,我們要研究此小三角形面積對於原有三角形面積之關係,進而對於三中線,三角形分線及三高加以研討。

時勢「鎖」迫—圓葉鴨跖草的閉鎖花

圓葉鴨跖草植株有三種枝條,著生不同的花:直立莖的開放花、匍匐莖和地下莖的藍色、白色閉鎖花。開放花有雄性及兩性花,雌雄蕊位置分離,有利異花授粉;先開地上閉鎖花,最後開地下閉鎖花,花比較小,花粉可孕比例低,影響種子數目,但種子較大,尤以地下閉鎖果為最且萌發率最高,是以質取代量的生存策略;故推測其具有資源分配(resource allocation)的能力,植株小時以地上閉鎖花快速繁衍;產生開放花,以增加基因歧異度;最後有充足的能量產生地下閉鎖果,加上原本母株的合適環境,可確保子代的繁衍。溼度高、植株遭破壞、黑暗有助於閉鎖花的產生,土壤密度高、生長空間小則不利,推測植株能因應環境,調整不同花朵之間的比例,利用吸收的養分有效率地繁衍後代。

生物濾水器 ~ 重金屬吸附能力

重金屬會直接或間接影響植物的發芽,將綠豆浸泡在不同濃度與種類的重金屬離子(銅、鋅、鈷、鉛、鎳)溶液下,我們發現浸泡濃度愈高,綠豆的發芽率愈低,而銅離子對於綠豆發芽率的抑制效果最好,鈷離子的抑制效果最差。由實驗結果得知重金屬濃度與綠豆發芽率有明顯的負相關,也就是重金屬濃度愈高,綠豆發芽率愈低,利用推算的回歸曲線,可以由綠豆發芽率來估算重金屬濃度,是一個簡單又經濟的生物檢測方法。文蛤與牡蠣屬於濾食性動物,靠過濾水中懸浮性有機物而生存,水中的懸浮物質會吸附一些污染物,如:重金屬或有毒物質,這些懸浮物質會被濾食性動物體內,文蛤對於的銅、鋅、鈷、鎳離子的吸附能力皆明顯,只有對於鉛離子的吸附能力較差,而牡蠣對於銅、鋅離子的吸附能力較大,對於鉛、鎳離子吸附能力較小,而對於鈷離子幾乎沒有吸附能力。

不同磁極磁場對酵母菌發酵作用的影響

在地球歷史中,每隔一段時間就會發生地球磁場倒轉。當地球磁場方向倒轉時,大量生\r 物因此死亡,部分海洋生物因而絕種,似乎地球磁場會影響到地球上的生物的活動(文獻一)。\r 於是我們利用這個機會,探討磁場對酵母菌產生什麼影響。\r 我們所得到的結果是酵母菌在南極磁場處理下,由酵母菌醱酵作用所產生的二氧化碳推\r 升水柱,通過刻度的時間較短。在不同磁極與不同強度的磁場下,酵母菌液的重量和溫度變\r 化不大,各組間幾乎沒有差別。在酵母液酸鹼值的影響和糖度的變化方面。北極磁場處理的\r 酵母液酸鹼值下降較多,酵母液糖度下降較快。綜合我們的結果,我們發現北極磁場會促進\r 酵母菌醱酵作用的進行。

木瓜假種皮液汁之研究

家母播種木瓜時,都將木瓜種子用手指揉碎種子外面的假種皮,雖多次問其原因,但回答只是「如此才會發芽」,因此與幾位同學作實驗。結果,揉碎肉質假種皮的種子較快發芽,且發芽率較高。由這個事實,使我們想起研究以下各種問題:(一) 是否假種皮汁液對植物種子有抑制發芽的功效?(二)對於水稻是否也有抑制發芽的效果?如有,雨季收割的稻子是否可利用假種皮液汁抑制其發芽?(三)假種皮液汁使用多少才能達到上述目的?

「風」迴路轉-以氣流與水流模擬颱風過山的路徑變化

本實驗以氣流場模擬:氣流撞到不同角度之障礙物、及擋板可移動之水流場模擬:颱風通過台灣的偏移情形,並與實際颱風路徑比對、找尋原因。氣流場實驗發現,氣流與障礙物夾角90度時,會有最大的尾流區並產生渦流,夾角降至20度以下時則無渦流,顯示副低壓不易生成。水流場實驗發現,障礙物較深、漩渦移動速度慢、轉速小或範圍大者漩渦路徑偏移會越大;此外,漩渦進入障礙物的角度也影響漩渦路徑,<90度時易直接通過,角度大不易通過,易被副低壓取代過山;大致而言,漩渦從北方通過時,常因漩渦被破壞及副低壓而南落,中央通過時因狹管效應而南落,再由背風側副低壓取代過山,下方通過時會因漩渦遭破壞而略為北抬;此結果與許多颱風實際路徑吻合。

缺水就世主-乾燥式環保免水馬桶

面對近年來頻傳的旱災,我們只能夠實施省水計劃、減少用水。台灣家庭沖水馬桶的用水量約佔全家用水量的3 成左右,傳統馬桶每次沖水量約在12 至15 公升左右,而新一代的省水馬桶每次只需6 至9 公升,不過還是須使用5 公升以上的水。乾燥式環保免水馬桶,具有省水、環保之功效,具有質輕、方便好用和設備便宜等優點,且冬天上廁所時也較不冷,可事先預熱,才不會因裸露的臀部感覺寒冷使肌肉緊繃,也可增加血液循環、放鬆臀部以幫助排泄。我們將糞便烘乾,取得乾燥的糞便後,可拿來回收做肥料或是燃料;尿液則可和糞便分離,提煉具有經濟價值的尿素。

情「豆」初開,「酵」一下!

係因市面上的豆漿都標榜高營養價值,本實驗將探索如何製出易於人體吸收的豆漿,即泡製豆漿的條件如能讓黃豆酵素充分作用,將有利豆漿中大分子轉為小分子。 本實驗以不同浸泡時間、溫度、pH值、添加物來探討澱粉?和蛋白?的作用,結果顯示在乾燥黃豆泡水26.5小時內,澱粉?表現極佳,蛋白?則表現很少:澱粉?在23~26小時、50℃、加入添加物綠茶粉、維生素C、葡萄籽、鐵劑作用最佳,因此泡製過程中依此條件將可助豆漿的澱粉轉為葡萄糖,蛋白?在35℃作用效果略佳。如要直接攝取豆漿中的胺基酸,黃豆須先催芽一天酵素才能釋放分解蛋白質;在豆漿中加入乳酸菌,幫助蛋白質的分解。應用此項結果能製造較易於人體吸收的豆漿。