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國中組

微波觀點

振頻 2450MHz 的微波已堂堂走入家庭成為一股新興熱源,就其高效能與普及性理應具有更寬廣的應用空間。本研究由觀察微波效能著手,透過熱敏電阻溫度計監測微波爐內的升溫歷程,試著與實驗室內酒精燈熱源進行實作比較,並藉以探索水溫變化量與水量多寡、加熱時間的確切關係。針對微波環境的特異性,設計系列實驗探討並釐清旋轉盤上不同位置的吸波性與相互之間的遮蔽作用。又經由多種試樣的微波升溫情況比較,確認分子極性與吸收微波能力的相依性。另外,通過實驗觀測建立了酒精度、醋酸度與微波升溫的關係圖。在持續聚焦的微波觀點下,完成了五分鐘肥皂速成法、硫酸銅晶體或氯化亞鈷晶體的脫結晶水、無字天書、指紋現形、噴墨紙的酸性鑑定、發麵做美食等實驗設計與實作成果,積極拓展微波爐的應用價值與微波實驗的新思維。

利用摺紙藝術製作發電裝置

本研究利用噴蠟印表機印製特定圖樣製備隔膜型紙電池。利用蠟本身具有疏水的特性,將可簡易的製作出紙流道。在紙電池中分別滴上硫酸銅、氯化鋁溶液,並利用玻璃紙當作隔膜,黏上銅片和鋁片,最後利用摺紙的方式將紙電池組裝起來。鋁片就會形成電池中的陽極,銅片將成為陰極,而玻璃紙就能取代鹽橋作為離子交換的介質。在紙電池的頂端,進水口的地方滴入幾滴水,水就能藉由紙流道進入電池內部,數秒鐘內即可測量到電壓,最後經過不斷的優化電池的設計,此電池的開路電壓能夠達到0.915伏特。

發了?發了!

在日常生活中,各位可能曾經吃過餅乾、麵包、饅頭,但你(妳)可曾仔細觀察它們之間有哪些的相異處嗎?假若你將饅頭撕成半,會發現其內部有一些形狀不規則的空間,到底是什麼東西造成這種現象呢? 為了找尋答案,我們設計了一些簡單的實驗。

正多邊形的可造性與可摺性

本報告旨在利用國中所學的數學概念、探討如何以尺規作圖作出正多邊形、如何以方形紙摺出正多邊形

避免污染的實驗設計

從實驗室輸出得污染源,已成為環保工作中重要的一環,而有些污染是可以從變更實驗設計來避免的,我們把理化課本中,較易造成污染的兩個實驗,重新設計改良。

生物圈101 號—無動力掌中缸之研究

本研究主要目的在於建立一個長久穩定的小型水族生態系(掌中缸),由於掌中缸內並沒有過濾與加溫系統,比一般水族箱生態系更為脆弱,所以我們特別針對水質、水草、光線、換水、缸中生物、藻類等問題進行研究。實驗過程有以下幾點重要心得與發現:日曬法為最省錢與最快速去除自來水中氯氣的方法;新建立魚缸內的必須要40天以上才能建立起一個完整的生物分解系統,而且消除亞硝酸所耗的時間遠高於消除氨所耗的時間,但系統內的硝化細菌仍然無法有效去除水中的硝酸鹽類,所以必須仰賴換水稀釋與種植水草吸收;含有電氣石成分的奈米陶瓷粒比生化陶瓷與水草砂更能附著硝化細菌;水蘊草、金魚草此類成長快速的優勢水草,光合作用最為激烈,能有效降低NO2 、NO3-濃度與增加DO值,更能抑制藻類蔓延,且種植面積越大,效果越好,但其缺點是吸收過多水中的CO2,造成PH值上升,KH大幅下降,形成生物脫鈣作用 ( Biogenic decalcification ) ;照射太陽光雖然對水草生長有極大幫助,但易造成藻類蔓延與黑殼蝦死亡,因此每日斜射4小時最佳;最佳的換水方式為每週換水1/3;本實驗也針對數種水中生物進行耗氧量、對氨與溫差變化耐受力測試,找出最適合生存在掌中缸的生物;生物除藻為掌中缸最佳的除藻方式。在累積許多實驗心得與結果後,本實驗也針對密閉的生態球與加入自製二氧化碳系統進行探討與研究。

YO上YO下

溜溜球是一種流行久遠的兒童玩具,很多人童年都有玩過。它上下運動過程中,所呈現的物理現象看似簡單,其實隱含了很多高深的物理原理。經由我們詳細觀察、研究、實驗、分析後發現,溜溜球是物理學上力學篇的綜合表現。1. yoyo上下運動遵守能量互換原則。2. 摩擦力大小與纏繞圈數有關,摩擦係數(μ)與纏繞圈數無關但與材質有關。3. 摩擦力大小、摩擦係數(μ)與接觸面積無關。4. yoyo是否反轉向上決定於摩擦力大小是否能夠阻止軸心滑動而定。若摩擦力足夠大,必會產生一反作用力出現,因此會有反轉向上的扭力。5. yoyo徑,加速度a、角加速度α、角速度ω、轉動慣量I)有密切關係。6. yoyo圓形輪直徑大小影響其轉動慣量(I)的大小,因此影響反彈高低。直徑大,轉動慣量(I)大,反彈上昇不易停止,反彈高;反之,直徑小,轉動慣量(I)小,反彈上昇容易停止,反彈低。7. yoyo若改變質量分佈會影響其質心位置變化,因此等效半徑( r )改變,轉動慣量(I)也會隨同改變。其反轉爬昇的反彈高低與前述yoyo圓形輪直徑大小變化所呈現物理現象相同。8. yoyo由上往下降類似第三型槓桿(費力),反轉上升類似第二型槓桿(省力)。我們發現用槓桿原理分析yoyo,比用轉動慣量分析更能清楚了解轉動力學原理。yoyo上下運動完全附和牛頓直線三大運動定律、也可附和牛頓第一、第二轉動定律。9. 若yoyo輪固定, yoyo下降時,輪(圓形直徑大小)的半徑相當於槓桿的抗力臂(阻力);軸的半徑相當於槓桿的施力臂(作用力)。軸心直徑大小不同,其下降的作用力也不同,軸心越大作用力越大,下降加速度a越大,附和a與軸半徑(r)的平方成正比;反之,軸心越小作用力越小其下降加速度a越小。但反轉上升時,輪、軸角色扮演、功能互換。軸心直徑轉軸不同,反抗爬昇的阻力能量大小也不同,所以YOYO反彈高低不同,原理其實完全附和槓桿原理。

奇幻星形

本研究發想源自將1~12的棋子填入六角星形,使其每一個邊數字和、六個頂點和都為26,將其推廣到多角星形情境中。研究中證明唯有六角星形能滿足頂點和與邊數字和相等,且只有6種排列方式,並探討出多角星形的數字組合特徵與完成策略,同時找出通解個數及證明頂點和與解之間有對稱性。

止一剎的花火-泡沫對水花濺起高度之影響

這份研究在探討球在不同的泡沫厚度、泡沫濃度、水深、水面面積、距水高度、水面有無衛生紙的條件,對水花濺起高度的影響。我們從實驗一得知:在水深6cm、距水14cm時,泡沫厚度3.33cm幾乎不會濺起水花;若再從3.33cm往上增加,防濺效果不會增加。實驗二中泡沫濃度的比例有10%、15%、20%、25%、33%,發現濃度越濃防濺效果越好。 在實驗三中發現水越淺,水花濺起高度會越低。在實驗四中當水面面積越大濺起高度越高。實驗五中發現球距離水面越近,水花濺起的高度會越低。在實驗六中發現在有衛生紙的情況下,效果明顯優於無衛生紙,且衛生紙不能剪過。由所有實驗可歸納得知,水花濺起高度與空氣柱的長度有關,空氣柱越長,濺起的水花越高。

Mr.”嘎抓”~探討三種蟑螂各種生態習性及環保防治方法研究之可行性

本研究旨在探討美洲蟑螂、櫻桃紅蟑及杜比亞蟑螂的嗅視覺及環保防治方法。研究結果顯示,三種蟑螂皆有負趨光性,對紅光的趨向行為較強。美洲和杜比亞蟑螂對甜味、鹹味有正趨向行為,櫻桃紅蟑對各種味道有明顯負趨向行為;美洲蟑螂對多醣類有明顯正趨向行為,杜比亞蟑螂對雙醣類較不明顯正趨向行為,櫻桃紅蟑對各類養分氣味無明顯正趨向行為。 環保防治方面,橘子外果皮製成毒餌致死率達66.7%,致死天數最短。新鮮香茅忌避性最佳,九層塔持續性強,乾燥後香草忌避性普遍降低。木醋液、椰子油起泡劑、苦楝油、菸草粉所製噴劑致死效果較佳。澳洲茶樹枝粉末煙燻致死效果最佳。 廢棄物處理部份,杜比亞蟑螂臆會取食不織布、泡棉和PE塑膠袋等廢棄物而存活。