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國中組

色解(ㄐ一ㄝˋ)—以比色法測量奈米光觸媒分解染料色度之研究

環保署對於染料廢水之色度訂有排放管制標準,因此將染料廢水脫色再排放才能符合環保規範。本研究是利用奈米光觸媒置入染料溶液中,探討經紫外光照射後,不同pH 值與觸媒劑量對染料之脫色速率之影響,找出最適化的條件。並利用最簡單、低成本之比色法原理,將初始染料濃度與脫色之染料濃度高度比例可計算出其相對濃度。結果顯示TiO2\r 與ZnO 兩種光觸媒處理孔雀石綠與莧菜紅溶液之脫色,都可有效降解此兩種染料。使用不同光觸媒處理染料溶液之脫色,在不同pH 值下,皆有個別最佳使用量,因此處理時應視染料及奈米光觸媒種類而定,尋找出最佳化條件,以確保在最少光觸媒用量及最短時間內完成。藉此結果希望能夠運用在染料廢水處理上,以得環境保護之效應。

精彩.好驚『彩』! ---有趣的彩葉草澱粉反應研究

國中教材常拿色彩繽紛的彩葉草舉例說明葉子非綠色部位不含葉綠素,故光合作用實驗無法測得澱粉。然而我們卻有不同的發現! 我們利用四種常見彩葉草①②③④進行澱粉反應實驗。發現②③中央非綠色部位無澱粉反應,①④全葉都有澱粉反應。在光合色素濾紙層析及光譜吸收實驗,②③和①④也有明顯差異。 另外,將彩葉草葉片不同顏色部位利用鋁箔紙遮光不同時間也發現了有趣的澱粉反應現象。①④中央非綠色部位或外側綠色部位遮光後,均無澱粉反應;①遮中段和遮全葉時,全葉澱粉有交替出現的規律現象;④遮光中段時,全葉有澱粉反應,而遮光全葉時,卻只剩外側有澱粉反應。②③不受遮光部位和時間影響,外側均有澱粉反應,但遮全葉時,卻明顯減少。

煙捉不住我

當火災發生時,樓頂門的開或閉,對煙的移動路徑及速度是否有影響,必須視下方樓層是否有開窗而決定;住家門打開的方向,與開窗狀況的改變,會影響部分住家的逃生的時間;而火災發生的樓層,可以影響不同住家的逃生方向;唯有熟悉煙在不同狀況的行進路徑與速度,才能在慌亂緊張中,救自己及家人的命。

低頭「響」起-智慧正姿訓練矯正頭帶

本研究主要為設計一套能主動偵測如低頭等姿勢不良之穿戴式裝置,並利用行動裝置紀錄姿勢不良次數及頻率,以及自動產生圖表方便分析閱讀。 本研究的作品具體積小並有鬆緊裝置,不需要量身訂做,人人皆可使用,在姿勢不良時,以能產生簡單、有效的警示為主要考量。而當使用者姿勢不良時,能即時以燈號或聲響提醒使用者修正姿勢,並且籍由Arduino單晶片及藍牙協定的概念將訊號傳送手機,再將資料經由手機上傳至雲端,使用者可從數據資料判斷穿戴頭帶者自己的姿勢不良傾斜之時間長短、角度與次數,進而協助使用者矯正姿勢,保持健康的體態,促進健康。

圓外切多邊形之旁心與內切點多邊形性質之研究

本研究從「雙心多邊形其旁心n邊形和內切圓切點n邊形面積成等比且相似」為靈感,將雙心條件放寬為圓外切四邊形,觀察面積等比關係是否繼續存在或作了何種改變,後來延伸到圓外切多邊形時發現奇數多邊形因為能證明旁心n邊形和內切圓切點n邊形相似,我們證明了其必為雙心多邊形,偶數多邊形因不相似,我們利用每一層圓心角的性質變化,觀察到偶數多邊形面積變化規則。

平鋪圖形填數遊戲研究:鏡射交換,「翻」陳出新

相較多邊形邊上的填數遊戲,本研究討論更複雜的平鋪圖形填數遊戲。我們發現所有填數遊戲都具備「互補性」,無論是數字填入內部或者是填入邊上,所以解答數量必定「對稱」。此外,填數遊戲都可用共通策略來處理:(1)以代數分析重複處的數字;(2)應用互補性,尋找一半原型即可(不需窮舉);(3)計算原型的排列組合;(4)完成解之尋找。我們的三個填數遊戲,正三角形有576個解、正方形有6112個解、正六邊形部分,雖沒有求出所有解,但我們用Excel VBA程式設計介面,可供求解之用。最後,我們將單一正方形填數推廣到「複製後進行無限平鋪」,我們發現其中內部數字規律之必然性,包含配對、奇偶性、等差、交叉交換等,最後證明兩類共12個無限平鋪圖形。

黃豆的「膜」法-探討豆漿膜的特性及其應用

豆漿加熱後表面會浮出一層膜,在加熱豆漿的過程中,小的蛋白質片段飄出、重新排列組織,在溶液表面形成膜,本研究在探討將其應用於面膜的可行性,在85℃烘箱中靜置,有助於蛋白質分子斷裂,也避免沸騰,而製調出平整的膜。調整靜置時間可製出不同厚度的膜,比較發現膜愈薄,愈具密封性;對水分、甘油吸收力佳,可保濕;對抗壞血酸、蛋白質吸收力佳,可補給養分。加鹽製膜又可提升各能力,在這些特性中,豆漿膜勝於OGUMA(品牌)的面膜紙。 本研究發展DIY面膜方法,將蛋清、維他命C或甘油配成保養液再將膜浸入即可敷臉。實際測試結果也發現是有緊緻、保濕效果的。在膜的保存部分,建議密封或冷藏,若暴露在空氣中,保存期限不長,容易造成生菌數過多。

追蹤日月時

難得一見的日食、月食突然在某時刻出現天空都會給人或多或少的震撼,甚至引發短暫無窮的遐思。今天它們具有的神秘色彩已漸淡化,有關天文的書籍對這方面也有詳細的介紹,然而何時出現日、月食,卻難以理解,莫測高深。我們相信宇宙中星球的運行有規則性,因此日月食的發生必有模式可遵循。

單位分數的探密

本研究的目的是在對4/n=1/x + 1/y + 1/z 作探討, 我們以2/n=1/x + 1/y為基礎,推至3/n ,再經由操作5000以內的所有4/n化成1/x + 1/y + 1/z 的所有方式,進而找出規律性,以期導出4/n的所有三項表達式

揭開冷龍及油炸鬼的秘密

日常生活中隱藏著許多科學原理;如西遊記中孫悟空所請的「冷龍」及中國大陸法師騙人的把戲「熱油洗手」和「油炸鬼」。利用回鍋油與沸點小的溶液共熱,沸點低的底層所吸收的熱量先用本身的擾動和對流,再傳遞給油體,使得油溫並未立即上升。加入碳酸氫鈉遇熱或遇酸則會產生二氧化碳氣泡導致油體擾動,此時的油溫遠低於沸騰時溫度。而且碳酸氫鈉粉末和油共熱會有皂化反應並產生上浮的肥皂。研究發現: 一、會產生二種不同程度的擾動;第一階段為杯底氣泡開始上升至液面且油體溫 度低上。第二階段則是整杯液體全面擾動油溫高。 二、醋酸的濃度低於10%會使第一階段的平均溫度低於60℃。 三、加入的水量和醋酸量所測得擾動溫度差距不大。 四、松香水易揮發比重較油小,難以影響回鍋油的擾動。 五、事先添加碳酸氫鈉粉末於鍋底是最安全的方式,加熱或加入少許醋酸,會因二氧化碳的產生讓油體擾動,此時油溫均小於60℃。