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國中組

再來一貫

在課本上收集氣體,均會利用排水集氣法來收集,但薊頭漏斗易漏失大量的氣體,使得效率不佳,於是我們研發出兩種不同的反應器,來製造及收集氣體,但收集到的氣體只能馬上使用,無法儲存起來利用。因此,我們又製作了收集氣體的球,及單向針筒,但要擠出來使用時又覺得不太便利,於是,我們以點滴筒來自動注射,接上我們設計的反應器,再將氣體導入收集球中,最後將氣體灌入密閉灌中(需置入冷劑中,否則不易灌入)。本實驗克服氣體收集效率不佳及無法儲存的缺點,成功的設計出,從氣體的製造到收集一貫作業的〝自動反應及收集器〞,不僅製造二氧化碳適用,還可應用在製造氧氣及氫氣等其他各種氣體,達到實驗自動化,和普遍化及環保化的目的。

走完一圈有多遠─探討1×1×n之長方體面上一點出發走遍6面回到原出發點的最短路徑

延續 彰化縣第52屆科展優等作品「走完一圈有多遠-探討1x1x1之正立方體面上一點出發走遍6面回到原出發點的最短路徑」除了找到該報告的缺漏外,更進一步地討論在1x1xn之長方體面上一點出發的情形。我們利用 三角不等式、畢氏定理、二次函數等概念得到 1.從1x1xn長方體頂點出發,走遍六面回到原點的最短路徑長為 √2(n+2), 0≤n≤2 2√n2+4, n>2 2.從1x1xn之長方體上1x1面上中心點出發走遍六面回到原點的最短路徑長為 √32+(2n+1)2, n≥1 √2(n+2), n≤1 3.從1x1xn之長方體上1xn面上中心點出發走遍六面回到原點的最短路徑長為 √(2n+2)2+22, 0

盆栽也要接地氣?家用交流電下相關因子對植物電位之影響暨人體藉由觸摸植物來接地之探討

報導指出植物生長與病害發生受大氣電場調控、花卉釋放電場信號與蜜蜂溝通、利用高壓靜電場改變電位可延長水果保鮮期限、將花束接地(grounding)可延緩枯萎,顯示植物生理現象與電場有關,並可能受到家用交流電的低頻電場干擾。 研究發現在家用交流電下,植物電位(以地表為零電位)與植株長度具線性正相關,植株疑似具天線效應;植物電位與澆水量具線性正相關,與電解質濃度似無關;距離較遠時,植物電位與纏繞電線的距離平方成反比;地面或盆器影響植物電位,任兩材質之「電位增加率」具正比關係,可用以量化各種地面的接地效果。 此外,研究結果也提供盆栽接地以及人體如何藉由植物來接地的建議,以減少生物電功能受到干擾。

多多「液」善—雙溶劑對溶質溶解之研究

飽和氯化鈉水溶液加入乙醇,會因氯化鈉不溶於乙醇而產生沉澱,進一步分析氯化鉀、氯化銨、硫酸銅、硫酸鎂、硫酸鈉、硝酸鉀等溶質。根據實驗結果分析發現,該溶質溶解時與水的結合方式、氫鍵強度、水合能、晶格能跟析出比有相關性。能與水產生分子間氫鍵的溶質,若氫鍵強度弱於乙醇與水間的氫鍵強度,則溶質析出比會較高,例如硫酸銅。溶質的溶解方式若以水的極性為主,其水合離子內的作用力為離子–偶極力,在加入乙醇後的析出比會少於有氫鍵影響的溶質,例如氯化鈉。根據各溶質的析出比可發現,離子半徑及電荷越大,析出比越高,如:硫酸鉀的析出比大於硫酸鈉(離子半徑),而硫酸鎂的析出比也大於硫酸鈉(離子電荷)。

大吃一「晶」—探討藥物分子料理鐵劑晶球的緩釋作用現象

本研究利用海藻酸鈉與鐵離子螯合交聯形成的分子料理鐵劑晶球,來進行探討鐵離子的緩釋作用現象,我們設計一部自製 「3+1管」晶球量產製造器,來精準控制晶球的大小、硬度,並量產晶球,及比較二價亞鐵離子和三價鐵離子晶球的成型差異,與影響晶球緩釋速率的因子。由實驗研究重大發現: 發現一:硫酸亞鐵晶球,軟爛扁塌不易成球型;而硫酸鐵晶球,可成球型且彼此不易沾連,適合做為探討藥物分子料理鐵劑晶球的緩釋作用對象。 發現二:光波長400nm最適合做為硫酸鐵鐵劑晶球,緩釋鐵離子濃度吸光度測定標準。 發現三:晶球內鐵離子濃度愈高、晶球化時間愈久、緩釋時間愈久、緩釋液溫度愈高、緩釋液愈酸或愈鹼,皆會使硫酸鐵晶球緩釋出的鐵離子量增加。

幾合作圖探討

在國中數學第五冊中,提到了一些平面幾何作圖,並證明。我們不知道這些作圖法是如何經過一些思維推理的程序而得到的。今欲就此方面作一番探討。

雷光乍線-光在不同介質中的傳遞與量測

光在空氣中前進時,若進入與空氣折射率不同的介質,就會發生反射與折射現象。我們利用自製治具,以司乃耳定律取得實驗數據。實驗中將雷射光從空氣中射入牛頓、非牛頓液體等介質內,並試著改變其溫度、顏色、粗糙度、旋轉和水的流動,比較光的反射、折射、透光及光被吸收等物理現象,再探討這些現象對折射率、反射率及反射光和折射光能量(照度值)的影響。將照度計和三用電錶以不同距離的光源,測量電阻值與照度值的對照關係。利用自製的光敏電阻數值偵測板,分析在不同介質,反射光能量(照度百分比)及折射光能量(照度百分比)之間的關係,發現入射角越大,反射光能量有上升趨勢、而折射光能量則漸趨下降。

探討熱的傳播與日常天氣現象的關係

在電視的氣象報告中,除了說明各地晴、雨、冷、熱的天氣變化外,也預測霧、露、霜、雪等天氣現象可能出現的地區。由於我們對於這些現象形成的原因不清楚,因此想利用所學的理化知識來做進一步的探討。

乾與濕的策略-捲葉濕地苔和水的關係

這個研究在探討捲葉溼地苔(Hyophilainvoluta)和水的關係,主要的結果包括: \r 一、形態、構造、生活環境等:假葉是由單一層細胞構成,細胞小而規則,成群體生長,58 株/1c㎡、126 株/1g,在潮濕的環境中,較常出現孢子囊,而在較乾燥的環境下則較少。 \r 二、乾旱與吸水:捲葉溼地苔在失去水分達一定程度後,細胞生理會產生一些改變,使水分不易再散失。而吸水過程主要由葉完成,二分鐘之內可吸飽水(水重達本身重量的573%)。我們推測乾燥始捲葉濕地苔細胞質濃度增高,這可能是捲葉濕地苔葉片能快速而大量吸水的原因。 \r 三、經乾旱後對生理的影響:經短期乾旱處理的捲葉濕地苔,再供水後,竟能迅速恢復光合作用,尤其第一小時的光合作用率,甚至比水分充足的樣本還高。但乾燥四天後光合作用率開始下降,到第十天已低於新鮮樣本的光合作用率。

自製SGAC系列膠球於重金屬水溶液循環淨水系統之研究

幾丁聚醣被證實可以有效的從水溶液中移除銅離子重金屬,幾丁聚醣具有生物可分解性、親水性、天然來源等特性,我們利用戊二醛與幾丁聚醣進行交聯反應,並改變交聯比、時間、pH值、溫度,以增加對水溶液中重金屬的吸附量,並且進一步開發出海藻酸鈉幾丁聚醣膠球(SGA)、活性碳海藻酸鈉幾丁聚醣膠球複合物(SGAC),最後發現當活性碳、海藻酸鈉與幾丁聚醣粉以0.5:5:4克所製成的SGAC1,靜置於2500ppm的20mL硫酸銅水溶液有高達96.64%的去除率。放入自製淨水循環系統後也可達96.62%的去除率。且對於紅色墨水亦有良好的去除效果,其去除率可達81.3%。最後我們把已吸附銅離子的SGAC1膠球,利用水浴溫度70℃、50mL、0.25M的硫酸加熱10分鐘脫附出銅離子,回收率達91.72%。