全國中小學科展

國中組

燃燒吧!火鳥!!

一天在同學的生日會上,用吹不熄的蠟燭來整壽星,覺得這種東西實在非常有趣,於是我們便想深入研究...首先我們探討何種燭芯的燃燒效果比較好,以及燭芯沾何種金屬粉吹熄後的復燃性比較好,再應用到「吹不熄的蠟燭」來改良,改良後,我們成功地製作出吹不熄的蠟燭。接下來探討完全燃燒的原理,並且成功的研發出讓酒精燈完全燃燒的裝置,以及利用實驗室裡簡單的器具所組合而成有趣的『打火機噴燈』,而且可以利用人工吹氣調整火力大小,非常好玩的完全燃燒的應用。還有吹不熄的蠟燭之逆向思考,成功的研發出另一種市面上所沒有的整人玩具-『點不燃的蠟燭』,這種蠟燭燭芯經過處理後,有氫氧化鋁、碳酸氫鈉…等沉澱在燭芯上,所以就會點不燃。但經過簡單的水洗或酸洗後,將沉澱在燭芯上的鹽類清洗掉,就可以恢復燃燒,如此一來就可以運用來整同學了,哈?哈?哈?酷啊!!

會唱歌的空氣

國中理化第一冊第三章「聲音」中提到聲音的產生之影響變因以及共鳴的原理,其中對於裝水的玻璃管吹氣發出的聲音的高低與水量的多寡似乎是存在著水裝得越多聲音越高的關係。如此結果引起我們的興趣,進而對這些現象加以研究與探討。課程中提到聲音的音調與聲波的頻率有關,使我們想嘗試以較常見的音樂調音器來測量聲音的頻率。

青菜在家─探討青菜變黃的原因與解決方式

經烹煮過的菜會變黃是正常現象,一般會加入食用小蘇打使便當青菜保持翠綠,但往往隨性添加,容易攝取過量的鈉。不同蔬菜對於溫度反應亦不同,經實驗得知,青江菜相較於地瓜葉及空心菜較不易變黃,可減少用量。因高溫且密閉的環境易造成變色,煮菜時應避免蓋上鍋蓋、減少加熱時間並盡快食用。由可見光譜得知在加入小蘇打後,葉綠素在藍光區的最大吸收峰會由430~480nm移至410~420nm,產生新物質,顏色看起來較為鮮綠。若要使用小蘇打可酌量並在煮過後過水,且避免用在較軟的青菜上。

折射現象的進一步探討

(一)在畢業旅行途中,大夥正觀賞將西下的夕陽,發現竟成橢圓形,這與筷子在水中看起來折斷,錢幣在水中浮升是否有關呢? (二)有位同學常去游泳,他說在水中不易看清楚,另一患近視之同學卻說他在水中反而看得清楚,這倒底是怎麼一回事?

「呼」快「呼」慢的學問-探討萌芽種子的呼吸速度

地球是生物所共生的大環境,「呼吸」是生物賴以維持生命最基本的作用。人類會因外在條件而影響呼吸作用,但對於不論是生理構造及生長方式都和人類截然不同的植物來說,這些外在因素,是否也會影響植物的呼吸作用呢?我們從生物課本得知,植物一生中呼吸作用最旺盛的時候是在其萌芽的時候,因此,我們決定用萌芽的種子,來探討植物的呼吸作用。起先,我們利用生物課本上的方法-利用澄清石灰水試圖測定呼吸作用的速率,但由於澄清石灰水具有「定性不定量」的特質,並無法辨別呼吸速率的差別。所以如何測定植物的呼吸速率,以及哪一種植物種子的呼吸速率最旺盛,引起我們極大的興趣!

能量間的轉換

國中理化中介紹 鋅 + 硫酸銅溶液 → 銅 + 硫酸鋅 + 熱量 (固體) (固體) (無色) 係用此化學變化來說明放熱反應。引起我們有一想法就是:這個反應式,是否能同時產生幾種不同的形式之能量呢?如電能和熱能。這個問題引發了我們的興趣,想利用課本中鋅 + 硫酸銅的溶液的實驗來進一步探討化學變化中是否也會產生電能。

訂做一顆水珠

這是一個關於水蒸氣凝結為水珠的基礎實驗,主要是將實驗範圍內不同溫度的水蒸氣導引到顯微鏡的載玻片上,觀察冷凝的過程並計算凝結水珠的成長速率。一、在長達一年的實驗期間,有三項最重要的發現:(一) 在實驗範圍內,不同溫度的水蒸氣,經過相同的實驗條件及實驗路徑,到達凝結表面時,其最初始的凝結水珠尺寸相同。(二) 冷凝水珠的結構:最初始的極細微水珠堆 疊合 併凝 結 水 珠(三) 凝結水珠散佈原則:1、接受對流影響 2、尋找溫度較低的地方 3、均勻散佈二、實驗的主體是深入冷凝水珠的結構及計算冷凝水珠成長速率由於實驗次數很多,累積了相當數量的圖片,對於凝結水珠的成長趨勢及尺寸的估算,幫助很多。在採集資料時,每張有效圖片均選取 15 個珠粒,追蹤成長過程,所有的計算是以平均值呈現。三、實驗範圍:(一)為了安全,水蒸氣最高溫度 60 度。(二)這次實驗是以載玻片作為冷凝表面,暫不討論其他表面(三)討論凝結水珠的生長速率,不討論它的形狀(四)實驗中載玻片維持室溫(五)實驗主要討論水蒸氣溫度,暫不討論水蒸氣的速度(六)顯微鏡以 10 ×10 鏡頭為主(放大 100 倍)四、 由於凝結水珠會尋找溫度較低的地方,自然天成且為數眾多,應可以多加利用;再者,充分掌握凝結水珠的生長速率,對改善生活環境應有助益。

獵兔傳奇

由一道追逐問題開始,藉由控制追蹤器使獵人與兔子距離最遠,得到一、二、三與四個獵人追一隻兔子時,兔子與獵人的距離關係遞迴式。修改遊戲規則:(1)讓兔子僅在部分回合隱形;(2)定義「謹慎」和「明智」兩種情況來探討增加獵人數對追兔子的影響。研究發現:(1)兔子在現身的任一回合,其與獵人移動前後距離不變。若兔子至少隱形一回合,獵人就無法與兔子所在處重合。在109回合中,兔子若隱形4999回合以下,則可達成原題要求。(2)當兔子是「明智」的,獵人就永遠追不到兔子;但若兔子是「謹慎」的,就能用二或四個獵人達成原題要求。此外在三或四個獵人追兔子時,讓兔子部分回合現身,在追過頭之前獵人與兔子的距離會遞減,有追過頭的回合兩者距離則遞增。

雷射立體校中儀

在理化課老師介紹本校去年參加中華民國卅一屆中小學科展的作品後,對該作品產生興趣,時時請教老師有關該說明書中,所詳列光源與校中儀的偏差仍未改善,在老師的鼓勵下,致力於該項的研究,針對它的來龍去脈,一一地突破,使該作品達到盡善盡美。

懶人浮標

「科技始終來自於人性」一句耳熟的廣告詞,人們為了生活的方便而快速的發展科技,但地球環境卻付出了嚴重的代價,藉著本次的科學展覽,目標是製作出一個理想的發電裝置。本實驗決定以電磁感應為原理來製作模型,再透過種種討論畫出微型化的設計圖。針對線圈數、軸心、場磁鐵等實驗變因對感應電流的影響,找出最佳值作為本實驗的模型基礎,再應用於浮標,有效利用發電裝置所產生的電能使浮標上的LED燈亮起,做為警示用途。使用替代性能源是最近流行的議題,進行這個實驗時,正是地球暖化危機籠罩的時候,使用浮力發電是全無污染的發電方式,不會產生二氧化碳或其他溫室氣體,最後,將發電裝置、蓄電池、LED燈等串聯以立體模型呈現。