全國中小學科展

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國中組

通天神「碳」─探討碳類對色素的吸附能力

本組結合暗箱及光度計組成自製光度實驗儀器,並利用廢棄電腦風扇及強力磁鐵製成自製攪拌器,探討影響活性碳吸附能力的因素,本組測量紫藥水透光度,求得透光度與其成份龍膽紫濃度的函數關係;並利用過量的NaOH(aq)與銅離子發生沉澱,算出一克活性碳可吸附龍膽紫及銅離子的個數。結果顯示增加紫藥水濃度或減少活性碳質量,甚至升溫,活性碳吸附龍膽紫效果均增加。但溫度對其吸附能力影響較小,若將紫藥水溫度從30℃加熱至90℃,活性碳吸附龍膽紫的個數只增加百分之十,攪拌時間則並無規律影響;而一克活性碳可吸附的龍膽紫與銅離子個數比約2:1。本組也取了竹炭及木炭,比較其吸附色素的能力,結果活性碳吸附能力最佳,竹炭及木炭無明顯吸附能力。

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」。

有趣的浮力溫度計─\n固體溶解度與溫度關係的探討

在一次偶然的機會中發現投入水中的雞蛋會在加了鹽巴之後上浮,我好奇的去問老師,當時老師告訴我是因為溶解度影響了溶液的密度而使浮力改變。我便想趁此機會探討溶解度與溫度的關係,又在查資料的過程中發現“浮況子”的實驗很有趣,於是我聯想到可以利用改變溫度造成溶解度的變化進而影響物體的浮況,再利用此原理做出趣味的浮力溫度計。

“螂”來了-螳螂的型態比較與行為探索

寬腹螳螂、薄翅螳螂及大螳螂棲息環境多為草叢或灌木,常將卵囊產在植物的莖上。前\r 足、翅膀、頭部、胸部與卵囊等型態上的差異,可用來分辨螳螂的種類及性別。螳螂具有雙\r 眼視覺的複眼會隨著光線改變顏色。螳螂大約經過八、九次的蛻皮後,可變有翅成蟲。母蟲\r 齡數比公蟲多一齡,共九齡。齡數的差別可能為了防止近親交配而產生隱性疾病。螳螂多以\r 若蟲及卵的型態越冬。冬末春初及夏末秋初為草原上大螳螂及薄翅螳螂卵囊的孵化高峰期。\r 螳螂一年四季皆可能進行交配,其中夏秋為交配高峰期。交配時間長達兩小時以上或更久。\r 母螳螂一生中可產2-4次卵囊。由生存曲線得知螳螂屬於幼年高死亡型。螳螂常會清潔自己\r 的頭、觸角、步足等部位。螳螂成蟲喜愛的食物有蝶類、蟋蟀等。受威脅時,螳螂會舉起前\r 足靠在胸部兩側,表現出威嚇狀態。本能趨性方面,螳螂具有負趨地性、正趨光性(黃色光\r 最為明顯)。不同的外界光線顏色和環境顏色,對寬腹螳螂體色改變有不同的影響。

蔗螟生物防治之成果報告及各種蔗螟危害情形調查研究

蔗螟(Sugat Cane borer)為世界產糖國家所公認的主要虫害,迄今尚無有效防治方法,本省為害甘蔗螟虫有黃螟、條螟、二點螟、紫媒、白螟及二化螟等六種之多,根據糖試所近十年期調查結果,平均幼蔗枯心率3.3%,成蔗節間螟害率 5.4% ,每公頃損失糖量為 176 公斤,估計每年損失總糖量約在一萬五千公噸左右,詳見如表一。甘蔗從蔗苗發芽至收獲整個過程中,時時刻刻都受到這種螟虫的嚴重威脅,如使用藥劑防治,費用既高而又難收效,同時農藥還有殘毒公害問題,如用人工防治,則因蔗園遼闊及勞工供應不易,更難實行,基此情形,甘蔗螟害在 目前為有循生物防治一途。

從不朽的廢物-塑膠袋中提煉出油來

我們時常在放學途中,看到有人撿拾廢置的塑膠袋,但未明究竟。請叫老師後,知道是因為塑膠製品不受細菌分解,無法腐爛,所以收集回爐重新製造,或者乾脆燒了。

「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。

「堆」出生機-落葉變黃金

落葉幾乎是大部分學校都難以處理的問題,馬祖地區除了落葉外,還有酒廠製酒的廢料-高粱酒粕與廚餘,在強調環保的21世紀,如果能將垃圾變成有價值的黃金,是每個人夢寐以求的努力方向,運用科學實驗方法找出製作落葉堆肥的便利方法,讓地球環境更美好。

利用「萌芽種子」探討植物的「呼吸速率」

記得在生物課木中曾提到一些有關影響植物行「光合作用」的環境因素如溫度、水分、光線、空氣成分等。在植物行「呼吸作用」時,是否亦會受到影響?結果如何呢?老師告訴我們植物種子萌芽時,呼吸作用非常旺盛,而且和人一樣吸收了O2,釋放出CO2。當化學課學到一些有關 CO2特性的知識時,我們想到若能將植物呼吸作用時呼出的 CO2加以收集,並測量有多小,應該可使我們對植物的呼吸作用有進一步了解。於是開始收集資料,請教老師。將所學的生物和化學知識相互配合,設計實驗,作以下的研究探討。

聲聲不息-聲波對於植物發芽率之影響

本實驗在證實低頻聲波對植物種子的催芽作用。我們的結果顯示,與對照組比較之下,800Hz對於土耕小白菜發芽率平均增加了40%,1300Hz對於水耕小白菜發芽率則平均增加了30%,200Hz對於綠豆、苜蓿、小麥發芽率分別增加了7%、22%、17%;在響度50~90dB之間的催芽效果差異不大,且須使用5小時以上才具有催芽效果;我們也將聲波催芽與化學催芽比較,發現兩者可以同時使用並有疊加的效果,並且聲波催芽單獨使用時催芽效果比化學催芽來得好;而探討環境聲音對種子發芽的關聯性,發現在環境中,種子發芽的條件除了光照、水分,聲波(振動)也是很重要的條件。最終探討聲波催芽的成因,發現與種皮的破壞並無關係,因此推論低頻聲波造成的振動具有影響種子體內分子的效用,進而有催芽的效果。