全國中小學科展

國中組

您喝的水多「氯」了嗎

利用光敏電阻在沉澱反應中沉澱物遮蔽光量而使電阻值提高的特性,設計簡單、成本低、較精確、操作方便等優點儀器,取代課程中以肉眼觀測的方式探討溫度對反應速率的影響。在相同溫度下重複施測,「光敏電阻」的5個反應速率觀測值離散幅度明顯小於「肉眼觀測」的離散幅度。「肉眼觀測」在反應時間極短的沉澱反應,會因人為操作因素使實驗數據誤差過大而失去分析價值,而「光敏電阻」因測得時間為完全反應所需時間,其時間較長,可減少人為操作而造成誤差。 將光敏電阻儀器應用於製作氯離子濃度和光敏電阻值R的檢測函數和圖形,應用於日常生活中不同煮沸時間自來水中剩餘氯離子濃度、各種不同類型水中氯離子濃度、各種不同類型砂石氯離子濃度。

如膠不如水-利用瞬間膠蒸氣製作疏水性表面

以不同變因蒸鍍瞬間膠的樣品,粗糙表面,使水珠在物體表面上的接觸角變大,難以停留在樣品表面而不易溼潤表面,發現有疏水性的樣品蒸鍍後表面極少細毛產生,也具平行線條,若無疏水性表面,就以後製方式 (丙酮蒸氣、熱風吹拂),讓其也具疏水功效。蒸鍍前先用熱水蒸過基板再進行蒸鍍瞬間膠,對基板表面疏水性提升最多。表面疏水性強的試管,在水面上移動速率增加8-26%,投入水中後的速率比沒鍍的試管增加23 %,若蒸鍍後因表面光滑以致沒有疏水性的樣品可經砂紙(100-240號) 摩擦表面,因變得粗糙而呈現疏水性。

長腳捷蟻~迅速如雷的侵略者

長腳捷蟻的食性研究發現,液態食物中,對蜂蜜及果糖的喜好度最高,每隻約停留17 至18 分鐘;而在固態食物裡,以新鮮的果蠅屍體最為愛好,在放下食物時,3秒內,就將一隻果蠅屍體搬走。接著探討其攻擊行為中發現,在狹小空間,因為容易發現侵入種,也更能準確的噴灑蟻酸,導致對方死亡,致死率很高,特別是針對體型相近的大黑山蟻,會以最大量的族群數展開攻擊。最後,在翻巢實驗中,當外在因素干擾穩定巢穴時,工蟻除了迅速將卵、幼蟲及蛹搬離外,更有多數的工蟻進行混淆,干擾天敵發現卵、幼蟲及蛹的機會,這些行為皆表現出對幼體的保護以求族群的延續;實驗期間我們在偶然中,也發現長腳捷蟻為多蟻后形態,且每隻蟻后皆擁有可生產的地位。

螞其頓防線

食物若存放不慎,常被惱人的螞蟻光顧。目前防蟻主要是靠化學藥劑,可能對其他生物或人類有毒,本研究目的在設計有效的物理性防蟻裝置。以家中常見的黑頭慌蟻與狂蟻為測試對象,在利用不同障礙方面,發現螞蟻超越能力很強,靜態障礙可延緩但不易完全阻擋螞蟻通過,相對的動態阻絕裝置較為有效;而製作磁浮板,使螞蟻無法攀爬上懸空的帄臺,也是值得繼續探討的方法;最後發現利用所設計的電擊防蟻裝置,在低到 12 伏特的電壓下,即可完全阻擋螞蟻通過覓食。

你擔心你的肺會有問題嗎?─廢棄清道夫

空氣,是生物不可或缺的,如何減少空氣污染淨化空氣是許多科學家努力之目標。我們結合構想與實際操作實驗的結果,製作出一個簡易且可以吸收大氣中主要污染源:二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等的模型,所得之碳酸鈣,亦可做為防火建材、石膏……等。在實驗過程中,先找出吸收液的最佳種類、濃度,確立吸收液體後,分別以二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物作為實驗的主要氣體;並進一步得到廢氣對吸收液的最佳需求量。實驗結果顯示:氫氧化鋇吸收率最好,但我們則以石灰水為主,因氫氧化鈣方便取得,成本低。石灰水對二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物吸收的最佳濃度,結果是 0.6M、0.8M、0.9M 的石灰水吸收率最好。而 4300 ㏄的二氧化碳、6500 ㏄的二氧化硫對氫氧化鈣的需求量只要 1300 ㏄、1950 ㏄,如此一來,吸收液不會因過量而造成浪費。這些結果,將可作為一個參考,並可和我們的裝置相連結。

甘泉井的前世今生-探討甘泉井的形成機制及觀音地區地下水分布情形

本研究主要是探討甘泉水(自流水)的形成,首先,以約半年前所規劃的路線及鎖定的測點,進行實地觀察及紀錄共三次,並將紀錄的資料加以整理,將結果以電腦軟體加以立體化,將得到的九張圖整理分析,在與實地觀察的結果,可得知甘泉井(自流井)形成的兩個原因,(一)由九張圖可得知,甘泉井為低窪處,南方及東南方地勢較高且均為受壓地下水層,水由高處網低處流的原理,便是甘泉水為自流井的原因之一。(二)以實地觀察的結果發現,再甘泉水旁約一百公尺處,發現一水源觀音溪,由於觀音溪與甘泉水的距離不遠,所以不排除觀音溪的水注入甘泉井,使觀音溪為甘泉井自流的原因之一。

避免污染之新穎製氫法

在國二的理化課程裡學到活性金屬與稀酸作用可產生氫氣,但在課本中並沒有介紹有關的實驗,老師說過去的教材有安排這方面的實驗,但由於氫氣的製備在實驗操作上有許多不便之處,因此將其刪除,十分可惜。於是進行以下的實驗,希望能改良現有裝置之缺點。

發現〝真象〞~姬緣椿象的行為和生殖研究--發現本土種和入侵種的交互作用

本土種大紅姬緣椿象和2012年南部新紀錄外來種中南美洲紅肩美姬緣椿象,都以台灣欒樹蒴果為主食。野外觀察36次記錄560隻、飼養4組160隻椿象,發現多分布欒樹主幹和枯葉量(躲藏、停棲)、欒樹種子量(食物)成正比。晴天(45000-48000Lux)高溫(30.38℃)低濕(40-60%)最多,行為依序為爬行、靜止和吸食;飛行、交配和產卵僅在晴天,陰雨天無明顯動態。調查27次確認兩種椿象校園共域生活,紅肩美姬緣椿象佔50-100%。觀察杯飼養26組36對椿象做交互實驗,發現混養組兩種椿象均比單獨養多產1.8~2倍卵,各齡期發育時間縮短1/3~1/2,孵化率和交配天數下降10%。實驗和野外調查顯示入侵種紅肩美姬緣椿象有較高生殖力、子代數和存活率,在環境變遷和全球暖化中具優勢競爭力,將嚴重影響本土種姬緣椿象。

風中傳奇-探討金門古厝方位與季節風的關係

金門四處佇立的風獅爺,似乎正在訴說著金門過去的風害,藉由本研究讓我們了解金門的過去,了解當初為了適應風沙,和海盜對抗,建材多選用石材,為了避免季風的吹拂,房子走向大多座北朝南,北方或東北方時常有天然屏障,有的甚至延伸出其他更特別的方法,遠遠超出我們的想像。把風獅爺集中觀察以後,發現大多數座西南向東北,更確立了金門和季風的密不可分,拿著我們的嘔心瀝血製作的風向器,我們可以驗證出當時古人的智慧。

斷尾求生-大花咸豐草生存密技之探討

大花咸豐草在拔除時非常容易斷裂,無法連根除去,之後便快速重生蔓延,我們懷疑大花咸豐草很類似蜥蜴的斷尾求生。 本研究以假刺莧與龍葵做比較,進行莖拉斷力測試與再生能力實驗;以各種藥劑或實驗,使用顯微鏡觀察莖橫剖面與外皮。研究發現,方型莖內不連續不均勻的厚壁細胞與木質素使受應力不平均;分布於莖角落的厚角細胞使缺少彈性;完整明確的輸導組織增加支持力與硬度;莖節處橫向木質化纖維與不連續縱向纖維,使容易在莖節處斷裂;緊貼表皮的含木質素的輸導組織韌皮纖維團使表皮堅硬。此五點為大花咸豐草的斷枝機制。並發現大花咸豐草在演化上有木本植物的特性。這種以退為進,類似動物斷尾求生的斷枝方式,為大花咸豐草的生存密技。