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國中組

「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。

潮汐精靈—社子島頭公園弧邊招潮蟹分布情形

社子島頭公園紅樹林生態系以弧邊招潮蟹為優勢物種。本研究在探討個體差異與環境對分布的影響。弧邊招潮蟹螯型分為正常的短螯型和細長的細螯型。觀察發現評估個體大小,宜選用正相關明顯的大螯寬為輔助數據。進一步收集弧邊招潮蟹的甲寬、螯長、螯寬等資料,發展細螯型簡易測量法幫助探討個體分布。弧邊招潮蟹左、右大螯的個體數比約1:1,呈均勻分布。在紅樹林的個體分布多且密集,而體型愈大的個體分布愈廣。其中,細螯型個體密集分布於紅樹林和泥灘地較乾的溼地。垃圾多、土質含水量多、紅腳蟳分布環境的個體數較少。而其煙囪建築在紅樹林有增加的現象。未來增加細螯型個體判斷的準確性、行為探討研究,可以做為溼地觀察、教學的教材。

自製蛋殼粉吸濕盒

本報告探討蛋殼粉的吸濕性,由實驗六得到蛋殼粉的吸濕速率比分子篩(最佳靜態水吸附劑)佳。在密閉空間實驗七中,蛋殼粉的吸濕量(0.31克)優於分子篩(0.18克),因而有了自製蛋殼粉吸濕盒的想法。我們經由實驗十一,將自製蛋殼粉吸濕盒(內含蛋殼粉20克)放在二代溫濕控制箱內,經過9小時後,竟可使相對濕度下降24%。而二代溫濕控制箱容積較大(38L),可模擬小型房間。此外,自製蛋殼粉吸濕盒可加熱反覆使用,我們透過實驗十一補充得知,只要插電加熱10分鐘、吸濕19小時,即可讓相對濕度下降20%。以上種種特性是自製蛋殼粉吸濕盒的實用特點,不僅環保、可回收利用,又是可在家中取得的材料,民眾也可自行製作蛋殼粉吸濕盒,相當方便。

海洋密度流之探討

本研究利用簡易器材自製實驗裝置,模擬海洋中的密度流現象。實驗\r 方法為配製濃度或溫度不同之鹽水,模擬不同密度之海水,使用自製裝置\r 觀察它們在接觸時所產生的交互運動,並比較溫度、鹽度差異及旋轉效應\r 對其交互運動和速率的影響。實驗結果說明,海洋中之海水密度流,是由\r 於海水溫度、鹽度之差異,造成海水密度不同所形成,但其流動緩慢,且\r 外加旋轉作用對於密度流有顯著之影響。此外,本研究自製之模型裝置,\r 具有操作簡易及結果容易觀察之特點,可應用於國中自然科之教學上。

絕妙好「磁」-磁浮現象在緩降機之應用

德國磁浮列車以磁的排斥力來反抗重力使行駛時速高達 500 公里,如果將磁的排斥力用於逃生緩降機上,更可確保逃生的安全。根據冷次定律當磁鐵靠近金屬導體,產生排斥力阻止磁鐵進入,於是選擇導電佳的非磁性鋁銅管來測試。直徑 16mm、長 30mm 磁場強度 4000 高斯 50 公克的磁鐵在管中運動,使用超音波測距儀發現磁鐵先加速運動,受到渦電流影響呈等速度。在 3mm 的銅管負載到 1100 克,仍維持在 1.4m/s 的安全速度。利用疊加原理在雙層及雙夾層銅管,最大負載更提高到 1.35 及 4 公斤重。分割為相斥的磁鐵在夾層鋁管中,得到相同 4kg 的負載,取代銅管大幅降低固定式磁緩降機的成本。在夾層銅管中更高達 8kg 的最大負載,此結果設計成移動式磁緩降機,對逃生安全及便利性是項很大的突破。

奶茶可樂不能愛

為了比較釐清碳酸飲料、含茶飲料、天然飲料的pH值、使鐵氧化及產氫的速率、與大理石反應的速率、含磷量…等,我們一再的自組不同的裝置設計,作出讓數據會說話的實驗結果。 為了探究空腹喝可樂這種碳酸飲料是否真是形成學長胃出血的原因,在無法用人體實驗下,我們利用升溫、減壓、加溶質等實驗設計,以比較出碳酸飲料中二氧化碳的溶解量。甚至還利用包香腸的羊腸膜來模擬碳酸飲料在[腸膜(想像成胃)]中的穿透作用,數據說明穿透力結果:逆滲透水>碳酸飲料>5%糖水>10%糖水>15%糖水;也設計羊腸壓膜成品浸可樂等飲料及溶液才一小時,就看到了羊腸吸附這些色素而變質的畫面…。 所有的實驗數據提醒我們奶茶可樂真的不能愛啊!

冰冰有理–關於糖水結冰濃度梯度的研究

本實驗是將白砂糖溶於水,裝入寶特瓶中,放入冰箱結冰,完全結冰後再利用鋸子將含有白砂糖的冰塊鋸成五層,待其融化後,測量每層的比重大小,以瞭解:1.固定結冰速度,改變糖水濃度;2. 固定糖水濃度,改變結冰速度;3.固定糖水濃度與結冰速度,改變結冰時放置方式,在這三種情形下其濃度梯度的分布情形,更進一步試著做出使白砂糖能在冰棒中分布更均勻的冰棒。

七巧板與多邊形

一年級上學期上數學課時,老師曾教我們製作七巧板,還利用做好的七巧板來拼多邊形,當時大家排出了三角形、長方形、梯形、平行四邊形,還有人排出了五邊形、六邊形,但是過幾天又排不出來了。到第三冊數學上商高定理時學到了等腰直角三角形三邊長之比為1:1:,於是又想到:七巧板有五個等腰直角三角形,那麼是不是也可以由邊長的關係來考慮七巧板所排出的多邊形呢?我們把這個想法告訴老師,老師鼓勵我們動腦筋,想想看,還提示我們七巧板每塊的角度都是45°,90°或135°,可以把角度也加進去考慮,有問題再來找老師討論,於是我們就開始著手研究。

滲透壓和植物水分關係之探討

在學習生物體水分之調節時,課文中說:「水分可以從濃度高的地方向濃度低的地方擴散」,使我們聯想起利用芹菜作「莖的運輸作用」實驗時,浸在塩水之芹菜有枯萎的現象,而且浸紅墨水之芹菜,當紅墨水加多了些,除觀察到芹菜變紅色外,也有枯萎現象。令我們想到這現象便是水份由芹菜細胞內跑出來了。芹菜細胞內水濃度大概很高吧?其他植物的細胞又如何呢?如何來測定呢?於是便請教老師,在老師的指導下,收集一些較熟悉的植物細胞,藉由測定滲透壓之大小,探討細胞內水分之濃度大小,更進一步研究影響細胞含水濃度之因素。

氫離子濃、溫度與加熱時間對澱粉水解的效應

從生物學上,我們知道澱粉可以經由唾液中酵素的分解而成為簡單的糖,我們也想知道胃液中的鹽酸除了殺菌之外是否可以幫助澱粉的分解?在化學第三冊我們剛學過酸的水解,於是我們請教老師胃液中鹽酸 PH 值人約多少?胃酸是否可以促進澱粉之水解?如果不能,那麼鹽酸的濃度要多少才能使澱紛水解為糖?除了酸的濃度之外,有沒有其他可能影響澱粉水解之因素?因此我們設計了以下實驗。