全國中小學科展

國中組

紅葉小巨人

過氧化氫,俗稱雙氧水,沸點 150℃,對有機物有很強的氧化作用,一般作為漂白劑使用。攝取過量的過氧化氫會對人體組織有傷害。實驗室裡是利用二氧化錳分解過氧化氫,但一般家庭食品不適合使用化學法,我們的實驗就是要找出方便快速且無毒性的物品當催化劑來加快過氧化氫分解。於是我們選定幾種蔬果實驗,並改變不同的條件做對照,希望能找出分解過氧化氫最佳蔬果及條件。本實驗的結論有幾點: (1) 紅葉之分解效能為蔬果中最佳(2)紅菜對過氧化氫分解速率高,但受溫度限制,其在實驗中溫度為 40℃下分解效率最佳,在 pH8 分解過氧化氫效果最佳。(3) 利用紅菜葉室溫下或冷藏溫度下與豆類製品浸泡十二小時,即能去除豆類食物中的雙氧水。紅菜生命力強,且價格低廉。所以稱紅菜為「紅葉小巨人」。

日曬剋星-火龍果皮花青素防曬之研究

本研究以蒸餾水加熱葡萄皮、紫高麗菜及火龍果皮的方式,萃取深色果皮或菜葉中所含花青素,並以自製實驗裝置檢測其花青素萃取液具有遮白光及紫外光效果。萃取過程中發現將果皮乾燥處理、改用甲醇或乙醇當溶劑來萃取花青素,上述方式都會加快及提升花青素萃取的量。自製防曬乳中加入火龍果皮的花青素萃取液,其遮紫外光效果(電阻值)約為未添加花青素萃取液的1.5倍;將火龍果皮乾燥處理並以甲醇為溶劑的花青素萃取液,在添加工研醋當染媒劑的情況下,麻布染色定色效果佳,且其遮擋紫外光能力(電阻值)遠較未經處理的麻布優異。

洋菜活塞與氣體的P.V.n.T.及氧、呼出氣體、二氧化碳含量的探討

去年我們發現洋菜在理化實瞼上有許多妙用,經過研究後,所提出的報告,「洋菜的妙用」獲得全國科展佳作獎,一年來我們又陸續發現洋菜製成的活塞還可以有很多廣泛的用途,所以今年我們的作品是「洋菜活塞與氣體的P.V.n.T.及O2、呼出氣體、CO2 含量的探討」。

黑白變彩色-三原色有必要性嗎?顏色混合的奇特現象

要判斷物體的顏色,可由光譜上的波長來決定。可見光中紅色波長最長,紫色最短;純色的波長是單一的,而複色是純色的組合。 楊格(Thomas Young)和霍姆赫茲(Hermann von Helmholtz)等人發現,只需三種不同的波長就足可調配出所有的顏色,即為紅、綠、藍三原色理論。 而藍德(E.H.Land)示範了一組實驗,將一彩色物體以雙攝影機來拍攝。一是透過綠色濾鏡拍攝,而另一則是透過紅色濾鏡。影像拍在普通的黑白底片之後,藍德發現只需兩種色光,甚至以兩種波長很接近的光分別通過上述的兩個黑白底片,當此二影像在銀幕上重疊時,竟產生一個全彩的影像。本研究的目的,在於探討蘭德的彩色效應,以兩種單色光組合來試著呈現出其他不同的顏色,以實驗來驗證並嘗試解釋此種現象。

捕捉你的點點滴滴 —二氧化碳溶解度的探討

本研究自製二氧化碳溶解度測量裝置,探討【一】物理性捕捉:在1013百帕的壓力、26°C的溫度,每升水溶解0.7升的二氧化碳。氣體飽和溶解度隨食鹽水、糖水溶液濃度增加而減少。壓力增加、溫度降低,會增加二氧化碳在水中的溶解度。【二】化學性捕捉:二氧化碳溶解度隨氫氧化鈉及氫氧化鈣水溶液濃度的增加而提高,溶解度受水溶液酸鹼性的影響-鹼性的溶解度>純水>中性鹽類、酸性。二氧化碳溶解度隨水溶液中解離的離子濃度與離子電荷密度的增加而下降。菠菜的溶解度比自來水高。【三】生物性捕捉:以六種小盆栽植物在密閉容器中,因光合及呼吸作用所產生的二氧化碳濃度變化,經測試計測量可達277ppm,每日二氧化碳吸收、排放的循環量維持平衡。

遨遊天空-破解木製飛機的密碼

多數的手擲機都是以珍珠板或紙張為材料,鮮少以巴爾沙木製作手擲機。因為木製飛機最大的缺點是易摔壞、製作繁瑣。本實驗研究目的是在尋找如何製作簡單且不易摔壞的木製手擲機。為了探討手擲機如何發射可以直線飛行較遠和滯空飛行較久,我們製作可以調整仰角、旋轉角度的「發射台」,用以測試飛機的飛行路徑。為了研究何種機型是最適合的手擲機,我們改變飛機的大小、機型,甚至改變主翼的形狀、上反角的角度、上反角的切割比例、機頭的長度比例等,探討最適合的手擲機結構比例。最後為了研究手擲機在室外有風時,風向、風速、飛行路徑的關係,我們改變手擲飛機與風向的角度,探討最適合手擲飛機與風向的角度。建議可以應用到教學、運動、科學比賽。

甲若殼以結素重金屬汙染-甲殼素吸附重金屬水溶液

本實驗中採用自製的甲殼素吸附金屬離子,發現在0.04M、pH4、25℃、45分鐘時添加了戊二醛的甲殼素對銅離子有最好吸附效果。其中甲殼素在不同濃度的銅離子中,濃度越低對銅離子的吸附量會越少。而在添加戊二醛改質甲殼素以形成網絡型結構方面,隨著戊二醛添加量的增加,甲殼素對銅離子吸附量隨之增加。時間對銅離子吸附量的影響發現,GA2在10到40分時吸附最快速,約在45分時達平衡。在甲殼素克數對銅離子的吸附量影響發現,大約在0.8克時吸附可達平衡。甲殼素在不同pH對銅離子吸附量的影響方面在越偏酸性的環境下吸附效果最佳。

萬眾"蟻"心-黑棘蟻築巢環境與動物行為的探索

黑棘蟻利用成蟲的唾液與末齡幼蟲吐的絲,將樹枝纖維、枯樹葉、沙粒、植物種子等黏合而成紙蟻巢。蟻巢大部分築在靠近地面的灌木枝條間,其外觀形狀略成橢圓形、顏色近黑褐色。冬天黑棘蟻會將族群遷移到地面上可保溫的遮蔽物內,例如不透風的帆布和塑膠袋、枯樹葉和水管內都可見其築巢,巢穴通常不直接接觸陽光。黑棘蟻的社會結構包括卵、幼蟲、蛹、工蟻、雄蟻、蟻后等社會成員。工蟻由卵發育至成蟲約需工蟻需45~60天。黑棘蟻的社會成員各司其職;體型最大的蟻后負責與雄蟻交配及產卵,而且卵通常成堆,由工蟻負責照顧,幼蟲已具有體節,由工蟻負責餵食;雄蟻具有兩對膜翅,負責與蟻后交配。我們從飼養過程中,發現工蟻日常生活的主要活動為清潔身體、到處走動巡邏、覓食和搬屍。我們推測黑棘蟻會分泌訊息費洛蒙來通知同伴特有的訊息。黑棘蟻可以在水中存活數小時並可互相勾結腳產生氣泡,我們也發現雄蟻上的翅膀會阻礙其翻身。我們將從實驗中更瞭解這群與人類生活息息相關的小小朋友。

菇Go!非「光」不可

本實驗我們發現所選擇的食用菌菇,其生長和發育需要光的誘導。利用具有省電和強度集中效果的LED照射菌菇和組織分離培養,在不同光質和光強度處理菌菇,結果發現透過藍光LED照射食用菌菇,會促進子實體產量增加5~20%,藍光強度提高也會使珊瑚菇的菌蓋增大,秀珍菇肉質變厚、蕈傘顏色變深,柳松菇蕈柄莖部變粗等。但是對於藍光處理組織分離培養蕈類菌絲的生長具有抑制效果,光線強度愈強菌絲生長愈慢;且菌絲生長早期處理藍光會誘發珊瑚菇出現大量原基,但導致柳松菇子實體產量減少。綜合以上結果藍光LED在不同菌菇生長階段給予處理,且透過光環境強度的調整可以改變子實體發育型態和多醣體的產量,我們希望尋找不同菌菇的最佳生長光源條件來提高子實體的產量和品質。

水「升」火熱-探討水珠在高溫下彈性與移動狀態

我們發現在加熱板上製造出溫差,並滴水在加熱板上,水珠會由高溫往低溫處移動的現象;我們判斷在較高溫處所產生的蒸氣氣膜厚度較低溫處厚,使水珠向低溫處傾斜,導致水珠往溫度低處移動,由本實驗得高溫板上水珠會向較低溫度方向進行散射現象(以上敘述貼合研究動機圖示)。水珠在溫差20℃最高可以爬上0.3度的坡度,且溫差越大水珠能攀爬的坡度也愈大。在水珠碰撞的部分,根據我們實驗結果,在高熱板上滴水可以形成水珠並進行碰撞與移動。藉由控制溫度及水珠大小找出其對恢復係數的影響,證明在固定溫度下水珠大小的增加,會造成水珠的恢復係數e隨之遞減;而隨溫度的增加,則水珠的恢復係數e會隨之增加。