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國中組

藏寶「旋」「跡」

從海盜藏寶的情境出發,主要探討旋轉角度和平均點之間的關係。藉由增加旋轉中心個數,改變旋轉角度或旋轉次數等變項,來探討固定點的存在性與平均點的軌跡變化。於研究過程中發現:操控旋轉角度的正負值及倍率,能讓動點與平均點間的移動軌跡有繞圈、橢圓、內(外)次擺線及相似圖形等豐富有趣的現象變化,並成功證明之。於改變旋轉次數的過程中,發現旋轉後的點連成之向量具有不變性,同時藉由n次旋轉可化為一次旋轉的論點,證明出固定點符合數學上不動點的定義。綜合各項研究結果將其推廣應用,提出多種更適用於現代海盜的藏寶秘技。

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。

電解液柱性質的研究

(1) 上化學課時知道電解質溶於水(或溶化)通以直流電,能引起導電作用,使我想起密閉細玻璃(或塑膠)管內裝入電解液,是否也有普通電線性質。(2)物理課曾說明導線的電阻(R)的大小跟導線長度(1)成正比,跟導線截面積(A)成反比(即 R=p1/A) 這些是否也適合電解質導電性質,因此設計實驗,想實驗一些結果來。

幾何高手-探討姬胡麻斑捲葉象鼻蟲之『搖籃』數學規律

本研究觀察了姬胡麻斑捲葉象鼻蟲如何的進行捲葉,包括了選葉、戳洞、切割、\r 整脈、摺尾、捲葉、產卵、抱壓、封口、重複抱壓與封口、收尾等過程,得知姬胡\r 麻斑捲葉象鼻蟲將卵產在捲葉內,幼蟲以捲葉中的葉片為食、化蛹及羽化為成蟲。\r 同時利用數學中的對稱、等距、平行等關係以及依據褶痕痕跡所連接構成的直角三\r 角形與平行四邊形型態,製作出正六邊形的平面狀與圓柱狀搖籃,更得知只要搖籃\r 內的角度改變,將會製作出各種不同的搖籃形狀,並且發現可利用摺出的正多邊形\r 圖形求得圓周率π的近似值。

水的電解實驗改進

國中化學課本第二冊48頁有關水的電解,是採碳棒為電極。在純水中加入幾滴硫酸,通入電流電解水。經過多次實驗所得結果與課本上所言之結果相去甚遠。在陰極所擭之氣體體積與陽極所得之氣體體積比,不接近 2 : l,且在陽極有黑色的小粒子浮游其間,因此希望能從多種電極與多種電解質,並以簡便又確實的方法驗證之。

天方「葉」譚捕蠅草

去年我們研究的是食蟲植物─毛氈苔,今年老師帶我們探索另一種神祕奇特的植物─「維那斯捕蠅草 J 。它們的捕蟲方式會更奧妙嗎?我們想藉著實驗,得到正確的答案;因此,我們去花市買了廿多盆,放在家裡及學校五樓花房內培養,並且利用假日到陽明山請教食蟲植物專家,也曾搭機到高雄鳳山華陽園藝參觀訪問,希望長期實驗的結果,可以滿足我們的好奇心。

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。

綠焰重生---落葉碳質燃料在熱電晶片發電應用研究

本研究收集7種落葉、混合9種及隨機取得3袋落葉,以1、2、4噸加壓成型及300℃、400℃碳化製成碳質燃料,並利用自製燃燒爐-水杯系統探討其燃燒特性。研究發現,葉脈比率較高者,粉末的大中顆粒比率、碳質/灰分比、水杯吸熱值與升溫速率等皆有隨之升高趨勢;葉質亦明顯影響碳質/灰分比與熱值,順序為:單子葉紙質>雙子葉薄革質>雙子葉厚紙質。製程方面,400℃碳化的碳質燃料其碳質/灰分比低於300℃者,但水杯吸熱值與升溫速率則明顯較優;提高成型荷重可使碳質燃料密度、碳質/灰分比、水杯吸熱值呈上升趨勢,升溫速率則呈下降趨勢,而以2噸較佳。經檢量推估,落葉碳質燃料燃燒熱值約4360~5888cal/g,與市售褐煤相近。落葉碳質燃料的最佳製程為2噸成型荷重與400℃碳化,並利用熱電晶片自製改良三代熱電小屋進行熱溫差發電,充分展現其發電潛能。

小小晶球真奇妙!

我們利用兩種食品添加物-海藻酸鈉及明膠來模擬晶球在人體中的變化過程,以解開晶球在人體之謎。研究結果發現,此兩種材質濃度太高或太低會無法成球形,因此,海藻酸鈉膠球濃度須以1%、3%及5%;明膠膠球濃度則以25%、30%及40%,讓其在不同的酸鹼值環境下,進行測試實驗。而這些材質及濃度之下,呈現出較符合人體模擬條件的是海藻酸鈉膠球濃度3%及明膠濃度40%,因此,我們選此兩種材質及濃度度來進行模擬人體生理狀態之實驗,實驗結果顯示,明膠膠球由於會受限於溫度的影響,無法達到我們的要求,而海藻酸鈉膠球的實驗結果則較接近光泉晶球。因此,我們成功地模擬了晶球在人體中可能的變化狀況,讓我們知道晶球對於優酪乳中的益菌,真的發揮了相當大的保護作用哦!

情網!茶色姬鬼蛛(Neoscona punctigera)結網機制之探討

茶色姬鬼蛛為台灣低海拔平原常見的蜘蛛,會結不同型式蜘蛛網。本研究探討不同環境因子、不同性別比例以及不同生理狀態下茶色姬鬼蛛結網行為的改變。研究結果顯示,模擬自然棲地之極端溫度、極端風速已及極端溫度後,茶色姬鬼蛛網型不受改變,而飢餓程度、結網空間,並不會影響結網所需時間,結網所需時間僅受到個體數與體型大小所影響,研究也發現,性別的差異則同時影響茶色姬鬼蛛之結網速率及結網形式。?合所有實驗結果分析,茶色姬鬼蛛表現特殊之結網行為,有別於往昔科學家對結網之描述,值得更進一步之探索。