全國中小學科展

國中組

明天過後—溫室氣體的探討

要能明顯看出二氧化碳氣體造成溫室效應之效果,需以紅外線加熱器來當作熱源,選擇裝氣體的容器之體積亦不能太小且不能搖晃氣瓶以免內部溫度明顯上升造成起始條件的不同;添加氯化鈣可吸收水氣排除其影響實驗值的觀察。溫度的高低比通入氣體種類更能直接影響綠豆植物的成長,在較高溫環境中,綠豆成長較為快速。在 3.5%鹽水的實驗系統中,鹽水的體積膨脹係數為 0.00013(1/ )℃ 且在 4℃時的體積理論值為 145.477 ml 與實驗值 145.5ml相符,證明我們所設計簡易的測量液體體積膨脹係數的方法與工具確實可行且可充作教材教具,來說明海面上升的原因除了全球溫度上升造成極區冰層、冰川熔化,淡水流入海洋所造成的影響之外,海水因為溫度上升所造成的體積膨脹亦不可忽視。

自製簡易可拆&攜帶式濾水器

生物賴以生存的四大要素陽光、空氣、水、養分中,水占了一席之地。水的重要性,不僅是因為它是很好的溶劑、是六大營養素之一、也可調節體溫及代謝廢物。現今國內水資源缺乏,再加上水源的污染相當嚴重,想要在戶外隨時可喝到安心的水很不容易。當備長炭(或竹炭)、麥飯石、過濾棉、明礬、奶粉分裝瓶、蓮蓬頭延長接頭組等這些常見、易取得的濾材及零件組合起來,會有什麼樣的火花產生?只要稍加經過分析及巧思的安排、結構的組合,便可成為一般大眾廣為推行的DIY過濾裝置,既經濟又實惠!在面對水資源缺乏及水源汙染的情形下,民眾可將此裝置隨身攜帶,也可依實際狀況再加以使用。

我擦、我擦、我擦擦擦 –摩擦力與滑動速度對摩擦帶電之影響

為了瞭解物體互相摩擦後的帶電情形,本實驗使用摩擦力實驗裝置及量測系統,以鐵金屬(Fe)及鐵氟龍(PTFE)為試片材料,在乾摩擦條件下探討摩擦力、滑動速度對摩擦帶電的影響。實驗結果顯示,PTFE/Fe 的配對下PTFE 的表面電位極高,而Fe 的表面電位幾乎量測不到。此外,在相同的滑動速度下,摩擦力愈大帶電量亦會隨著變大,表面電位約與摩擦力的1.65 次方成正相關。而在摩擦力固定下,帶電量也會隨著速度的增加而增加,表面電位約與滑動速度的0.77 次方成正相關。根據實驗結果,我們提出摩擦帶電與試片表面摩擦溫度有關,表面溫度愈高,對電子吸附能力愈強,可以試片得到較大的表面電位。

監獄大逃亡-利用電與腐蝕逃出監獄

我們以生活中常見的食品,如:蕃茄醬、醬油、醋等酸性物質,對監獄中的鐵窗進行侵蝕模擬,針對不同金屬(鐵、不鏽鋼、銅、鋅、鋁)腐蝕情形進行實驗。其中本組與歷屆科展實驗較不同的是-通上了直流電,我們意外的發現了蕃茄醬、醬油及醋的腐蝕性極佳,其次是味精水溶液。而以鹽水來說,金屬的體積不減反增。關於通上直流電的實驗我們發現以金屬充當兩極也有可能造成腐蝕情形,結論為味精水溶液的腐蝕性極佳,便以它當作電解液來實驗。結果意外發現活性小的銅用此種方法的腐蝕效果極佳,而鐵的作用也不差。我們實驗的五種金屬的最佳腐蝕方法如下:一、 銅在味精水溶液中作為兩極的腐蝕效果極佳。二、 鐵普遍會氧化,在味精水溶液中作為兩極的腐蝕效果極佳。三、 不鏽鋼在電解的醬油和蕃茄醬中效果最佳。四、 鋁在電解的醬油和蕃茄醬中效果最佳。五、 鋅普遍在酸性溶液中腐蝕效果都不錯。

辣椒栽培變種的探討

暑假期間和老師到嘉農專農經科的園圃參觀,在眾多的花木中,發現有果實碩大的藍星、銘星、全時、女王星,亦有長條狀的四川、金香,更有狀如雞心的雞心椒、紫雞心,這些同為辣椒屬的植物,為什麼會產生如此大的差異呢?是否象徵著栽培的變異呢?就此引起我的興趣,想進一步做較完整研究,於是我就投入這項研究工作。

外來的和尚會念經?由非洲大鳳仙探討外來種

國一的生物課介紹生物多樣性(作品與教材相關性,生物下冊,國立編譯館,109頁)時,老師曾舉例說明外來種生物對本地生態系可能造成的影響,除了一般耳熟能詳的福壽螺和吳郭魚之外,也知道了教室旁的小山坡上長滿的非洲大鳳仙居然也是外來種,我們還發現了校園內這些非洲大鳳仙似乎有向其他地方擴散的情形。另外大家也看到政府單位在一些道路兩旁種植非洲大鳳仙以美化環境,實在令人擔心這些非洲大鳳仙是否會擴散至周圍的環境並且對其它植物的生存造成威脅。因此,我們從去年3月起就藉由一連串的觀察記錄與實驗,希望多了解非洲大鳳仙目前在台灣的生態系中,扮演什麼樣的角色。

凹凸多邊形 n 等分切割之研究

此篇研究主要探討凹凸多邊形的面積切割,許多人認為凹多邊形的切割是天方夜譚,但不論是凸多邊形,還是大家避而不談的凹多邊形面積切割,我們都能一般性作圖,甚至嘗試過周邊上一點切割多凹多邊形。此外,我們參照文獻中退化成三邊形的做法,發現其實退化成四邊形即可進行切割,如此一來,便大幅減少繁瑣的作圖步驟。其中,最令人興奮的是,我們成功利用尺規作圖做過外部一點將凹、凸四邊形 n 等分切割,甚至能以一次性作圖將其面積分成 m:n 的面積比例!

這“膜”厲害~探討海藻酸鈉水球保存及包覆的種種特性~

經本實驗發現水球膜可保存水分、包覆物質、通過強酸考驗,並將所包裹的分子緩慢釋放,研究成果: 一、保存水球的最佳溫度是30℃,酸或中性的環境比鹼性好。 二、碘分子進出水球的速度受溫度和酸鹼的影響,0℃時,反應時間最短,20~30℃最長;中性環境的反應時間最短,酸和鹼性溶液中,反應時間都是先慢後快。 三、水球膜可讓分子量約10000以下的分子通過,並且隨時間緩慢擴散。 四、水球膜包裹下的酵母菌、唾液澱粉酶和香蕉酵素,在通過模擬消化道的酸鹼和蠕動後仍具有活性,推測應可通過胃酸的考驗,順利到達小腸。 五、水球膜包裹下的酵母菌通過模擬消化道後,37℃活性較25℃差,但唾液澱粉酶和香蕉酵素則較好。

目不轉「晶」—探討海藻酸鈉薄膜的形成與其相關應用

我們探討不同價數陽離子溶液與海藻酸鈉溶液來做結合成形,結果發現正二價離子效果最好,其中更以Ca2+較為穩定,而吸水度則以Co2+最佳。但二價離子中我們發現,氯化鎂溶液和海藻酸鈉溶液所形成的晶球不便觀察,故將氯化鎂不列入其他實驗當中。在實驗中我們發現,不同的溶液和不同的離液面高度,每一種晶球的直徑都會不同,但是重量卻不相差太多。將乾燥後晶球再行泡水一天。所呈現的海藻酸鈉晶球,已經跟原本的海藻酸鈉晶球不同,無法回復原本的型態。反向操作時,晶球的形狀得依照倒入溶液的方式來判斷形狀,所以反向操作形成的晶球為不規則形狀。而最佳的溫度條件則為20~30℃,但若要使晶球硬度最佳化則必須將晶球浸泡在離子溶液中90分鐘以上最好。

激「冠」重重-液滴皇冠之探討與研究

我們認為不同的變因會決定水皇冠的形式,因此我們根據滴落高度、液滴大小、液面狀態等變因,針對水皇冠的直徑變化、濺起高度和懸浮液滴進行實驗。我們發現當水滴滴落時,水珠的重力位能會轉為動能,而接觸液面時,進而轉變成表面能,大部分的能量都轉移到水面下形成氣泡膜,剩餘的能量則將水面推高,以形成水皇冠。滴落高度在80cm前,水皇冠以正成長的趨勢隨滴落高度的增加而變大水珠皇冠開始由外包式水皇冠轉而成為內包式水皇冠90cm~120cm時,外直徑會有不穩定的現象。到了120cm之後,位能持續增加,水皇冠向外擴張力超越了表面張力,所以外直徑又會慢慢的增加。