全國中小學科展

國中組

火龍吸水、柚造奇蹟 ̶ 探討果皮製成可生物降解的吸水材

本研究利用火龍果皮與柚子皮經交聯反應後,成功製成可生物降解的吸水材,進而應用在生活中的吸水杯墊與吸水土,可提供土壤保濕性與營養量。研究發現:(1)果皮種類效應:①飽和吸水量:火龍果>柚子皮。②吸水速率:火龍果皮>柚子皮。③最大吸水倍率達自身重量2.3倍。④果皮顆粒效應:顆粒愈大,孔隙率愈高,則吸水率愈高。⑤纖維效應:添加衛生紙5g最大飽和吸水量達145.5克。⑥果膠效應: 添加柚子果膠5克,增加17.3%耐壓性及23.4%彈性。⑦盆栽保水性:添加吸水材2片,濕度半衰期天數達 6天,每週植物生長高度2.8公分。⑧單片吸水材發酵後會產生氨氮濃度約2-3 mg/kg,有機質約0.9-1.2%。環保吸水材不只豐富農業廢棄物的應用性,更增加對地球友善的價值性。

台灣常見魚類水黴病之觀察

在去年寒假中我們曾經到過台北桃園一帶的魚池去垂釣,發現到魚體上常有許多白色毛狀物。請教老師以後才得知該魚是患有水黴病。因該病發生的時間多數在冬末春初至四、五月間,也正當魚卵孵化稚魚大量繫殖的季節,所以常見有魚卵及稚魚因水徽病的發生而大量死亡,對國民經濟影響甚鉅,為了要更瞭解水黴病對魚體影響,因此我們便開始作這方面之研究。

我的色素不見了─探討活性炭吸附色素的能力

我們利用活性炭加入黑糖溶液,搭配不同的操縱的變因(包括活性炭的顆粒大小、質量、溶液的濃度、溶液的攪拌次數、溶液的溫度)來研究。引以自豪的是我們設計了自製組合光學光度計,用強光照射試管內脫色後的黑糖溶液,藉此測出它們的透光度數據。根據這些數據,分析活性炭脫色後的結果,並將結果以圖表來呈現。結果當取質量相同的活性炭,發現顆粒大的脫色效果比顆粒小的差;使用相同顆粒大小的活性炭時,質量愈大的活性炭脫色的效果比質量小的好;在不同濃度的黑糖溶液中加以相同比例活性炭對脫色影響的實驗中,黑糖的濃度愈大,脫色效果愈差,反之則越好;溶液的溫度愈高,活性炭脫色效果也愈好。此外,令人驚訝的是,攪拌次數愈多,活性炭脫色效果反而比攪拌次數少的還要差;經再分析才知是因劇烈攪拌後使活性炭碎裂成更小的顆粒,通過濾紙的孔隙而影響實驗的結果。

蜂蜜簡易鑑定法之研究

蜂蜜的用途很多,古人利用蜂蜜來治小兒便秘,最近對蜂蜜的需要量又有增多的趨勢,因為蜂蜜在化妝品中佔一重要的地位,於中藥也是煉藥中所不可缺乏的。於供不應求的情況下,偽造的蜂蜜紛紛出現,但又不易分辨其真偽,因此不免時常受騙,實在令人氣憤。所以我們就想到,到底應該用何種既簡易又方便的方法來鑑定蜂蜜的真偽?!在國中生物課本內曾用本氏液來測定糖的存在。但是除了蜂蜜之外,合糖的物質甚多,所以用本氏液來鑑定蜂蜜的真偽,不是個很明確的方法。我們基於好奇的心理請教老師是否對蜂蜜的辨認有更明確更簡易的鑑定方法?在老師的熱心指導之下,我們經過幾個月的摸索與探討,終於有點小發現,我們極願意將此蜂蜜簡易鑑定法介紹給大家。

蝸牛殼的秘密-特奧多魯斯螺旋的應用

世界上最美的比例-黃金比例為1.6180988…,像是希臘雅典的古廟、美術、雕塑、音樂……等等,生活上有許多實際的例子都應用了黃金比例,鸚鵡螺的殼形也是自然界黃金比例的實例之一。經由日常中實際觀察,發現每個蝸牛殼形大多都是螺旋狀-與鸚鵡螺形狀大致相符。然而日常生活中常見的蝸牛殼形是否就存在著黃金比例呢?經過運用畢氏定理、尺規作圖以及特奧多魯斯螺旋描繪出蝸牛殼的形狀、再用電腦製圖做更精細的確認之後,說明了蝸牛殼形中藏著黃金比例,證明「自然就是美」。

「震不震」的住

本研究是探討與地震相關的阻尼器現象,並運用簡單的器材來設計簡易的地震模擬振動平台來測試阻尼器的效用。實驗是用台車、彈簧、樂高積木板來建構地震模擬振動平台,樂高積木來建構建築物模型,砝碼來模擬阻尼器,結果如下:一、利用彈簧拉力,讓地震模擬振動平台能水平來回擺動,模擬水平移動的地震。二、懸掛式砝碼(似擺錘)能減少建築物搖晃情形,且砝碼移動方向會因慣性而與建築物移動方向相反。在改變砝碼重量的實驗中可以發現砝碼越重,越能減少建築物搖晃的情形。三、固定砝碼重量,改變砝碼位置的實驗中發現,砝碼擺放位置越高,越能減少建築物搖晃的情形。實驗結果可用以解釋台北101大樓中重達680公噸大圓球阻尼器設置於88-92樓的原因。

利用蔬菜水果製作電池的研究

我們在國中化學課本第三冊14-3中學習到各種電池,並經老師介紹知道有些電池是以稀硫酸微電池溶液,硫酸具酸性。台灣盛產國菜而大部分的果菜均具酸性,於是我們就想到利用各種果菜的含酸性溶液來製作電池的研究,我們將這些蔬菜水果製成的電池稱為「果菜電池」。以達到「就地取材」「學以致用」提高同學對化學科研究興趣,增進學習效果。

軟體動物的齒舌

當我們在風光明媚的北部海岸旅行時,常可撿到許多五光十色的貝殼。美麗的外殼,柔軟的軀體,引起我們莫大的興趣。究竟這些缺乏捕食利器而又不善於行動的小動物是如何生存的?它們吃些什麼?我們向老師請教之後,老師告訴我們研究它們齒舌的構造,也許可以知道它的食性,又說目前貝類養殖業正方興未艾,說不定我們的研究對漁民有所幫助,於是更加強我們研究的慾望,首先我們要蒐集貝類;貝類是軟體動物,它們有由外套膜所分泌的堅硬貝殼,所以稱這些動物為貝類。

與眾不同的電鐘

電鐘設計外表雖美觀,但卻不能報時,也不能隨意調整鳴叫時間,所以有音響、能提醒人的電鐘,一定受人歡迎。

離子在電場中的運動

電場的分佈是研究電學的基礎,課本上並有多張「放草種子在絕緣液體內之電力場」照片,對於各種情況下之電場分佈均有極清楚的照片,然而我們數度以機油當做絕綠液,可是無法獲得預期的效果,所以我們數位同學攜手找尋更好的電力場顯示法,後來我們思考是否可利用離子的移動來顯示?於是著手實驗各種離子受電力場作用移動而留下的痕跡,以進一步瞭解電力場,經過三個多月利用課餘時間作了一些電場分佈及帶電離子移動方向及速度與電場的關係。我們覺得這方法可提供為以後高中物理教材研究及觀察電力場的實驗之一操作簡單,現象明顯,並可印證多種學理的解釋。