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國中組

歃氧為錳-攪拌排氣排水重量縮減自動記錄器之研發應用

二氧化錳催化雙氧水備製氧氣的實驗中,本組改良傳統排水集氣法,設計重量縮減裝置延伸電子天秤之量取範圍,可每0.1s 記錄一次數據,突破前人的平均速率測法,進而得以比較催化反應中初始速率之差異。本組經實驗發現4mL 以內的雙氧水,二氧化錳經實驗結果與人為考量,當用量3g 時可兼具催化效果及環保減量之目的。而二氧化錳的回收處理以鹼洗的成效最佳,催化劑替代方案則以薑末最佳。

柯南的青春之泉─ 以環保方法延長切花花期

本研究探討符合環保又延長花期的方法,由預備實驗已知碳酸飲料能有效的延長切花花期,因此實驗設計分別探討碳酸飲料所含的單一成分對切花開花的影響,採用蒸餾水以及對花期有顯著延長作用的50%碳酸飲料溶液作為對照組,比較不同成分和不同濃度的溶液所獲得的結果。結果顯示碳酸飲料的成分中,適當濃度的檸檬酸與葡萄糖促進開花與花形,但凋謝率也高;而由檸檬酸和檸檬酸鈉形成之緩衝溶液,不但促進開花也延緩凋謝。 關於吸水率的研究發現,適當濃度的檸檬酸溶液、緩衝溶液以及修剪花梗基部等提高吸水率的處理方式,促進開花速度與花朵品質,但對延緩凋謝幫助不大;「摘除頂芽」較能有效延長花期,而一般所知摘除雄蕊阻止授粉的方式,對於穗狀花序的劍蘭並不適用。 綜合本研究結果,提供適當的碳水化合物,維持偏酸且pH值穩定的溶液,配合摘除頂芽,可以提高花瓣展開程度和延長花期。

外來植物大車拼-大花咸豐草與鬼針草生存競爭能力之探討

鬼針草家族的管狀花花柱脫落後,其下的子房拉長成為瘦果;瘦果上的倒勾刺乃由宿存萼片變成,藉此構造附於動物體上而到處散播,之後種子由倒勾刺的另一端發芽。大花咸豐草競爭能力遠勝於多數野生植物,唯有芒草可相抗衡。大花咸豐草、鬼針草須有光線才能誘導其發芽;鹽分對發芽亦有很大的影響,當鹽濃度達1﹪時,可完全抑制大花咸豐草發芽;而鬼針草在0.75﹪時即完全被抑制。大花咸豐草能贏過鬼針草的主要原因為壽命較長和枝葉茂盛。

由海螺發聲談起──空瓶集聲之探討

段考後,班上同學到援中港戲水,大夥兒嘻嘻哈哈地,好不快活。我們在沙灘上檢到了許多漂亮的海螺,常我把海螺靠在耳邊時,發現有聲音,覺得很奇怪,回家後,我發覺,几是各種容器,只要有空的部份,把它湊在耳邊,都剛好物理第二冊第十五章裹也講到聲音,於是我對這個問題產生濃厚的興趣,就請老師指導我著手研究這個問題。

穿壁、腐蝕功夫!

在操作理化第三冊,實驗 17 - 2 步驟 4 ,碳酸鈣與稀鹽酸、稀硫酸反應時,發現濃度低的稀鹽酸產生 CO2 速率比濃度高的稀硫酸來得快,後者往往要等一會兒才會看到 CO2 冒出。平素實驗時,我們也有這種經驗:同樣滴稀硫酸或稀鹽酸到實驗室的大理石地面上,只見稀鹽酸冒出氣泡,而稀硫酸卻無。理論上,碳酸鹽均會與氫離子發生碰撞反應,而放出 CO2,但為什麼濃度較低的稀鹽酸反而較快呢?同樣在有氧的環境下,稀鹽酸與稀硫酸都能與銅箔反應,但為何 0 . 5M 的稀鹽酸能把銅箔完全溶解掉,但 0 . 5M 的稀硫酸卻不能,只產生微量的 Cu2+,這實在值得推敲。

碎形的~相似圖形的規律探討

我們一開始從雪花繁複又有規律的圖形得到靈感,並尋找了一些水結晶成冰、霜的圖片,發現其形狀雖然複雜,但皆同時具有「相似」及「無限規律」的特性。因此便以這兩者為方向,找尋符合此特色的圖形進行討論及研究。其中我們將它們分為兩個單元:(一)不斷向外/內延伸的內切/外接圖形;(二)相似形重覆以規則方式相疊的碎形。我們的研究方式是先以較簡單的內切/外接圖形為基礎,再針對一些參考資料上較常見的基本碎形圖案(如三角形相疊成為星形...等)進行演算。有了上述的經驗後,便可以開始對碎形的形狀等特性進行變化,進而製造出我們有特色的碎形,並探討其圖形間奇妙的關聯性。

抓得住太陽的水透鏡

想要提高太陽能電池效率因而製作水透鏡加在太陽能電池上,利用凸透鏡聚光效果來增加效率。水透鏡的優點是可以改變焦距、方便耐久。過程中自製水透鏡並設計實驗平台測量不同塑膠膜片透光度、水透鏡聚焦特性、水透鏡增加光功率效果、水透鏡增加太陽能電池輸出電壓實驗以及實際在戶外陽光下測試水透鏡對增加太陽能電池效能的影響。實驗結果發現:光功率最高的膜片為EFTE膜;灌入不同水量可改變水透鏡的焦距;在焦點時光功率最大;焦距越短光功率越強。加上水透鏡後提升電壓輸出增加20.4%;單位面積電壓輸出更達原來的248.1%。戶外實測結果顯示天氣晴朗時,水透鏡使效率大幅增加,最大可達192%,平均亦可達84%。因此加上水透鏡後確實能增加太陽能電池的輸出效率。

面具下的拿破崙三角形

在浩瀚的海洋當中有一個神秘的百慕達三角洲,那麼在數學幾何當中是否也有神秘的三角形呢? 在課堂上,數學老師提到拿破崙不只是軍事家而且也算是數學家,他在數學史上留了一個以自己為名的三角形定理,名為拿破崙三角形定理。當看到此圖形〈圖一〉,幾何當中有如此神秘的圖形,因而興起了對此圖形深入研究的慾望,也是讓我們自己對數學有更深入的了解。雖然它是簡單的幾個三角形與線段所組成的圖形,卻是個富含許多創意與深思的幾何圖形,讓我們不由自主的陷入其中。

『氫』、『銅』、『氣』時代~由自製氣體體積量測系統來探討硫酸銅加速鋅粉與鹽酸反應之機制

為了找出硫酸銅加速鋅與鹽酸反應的機制,本組自製氣體體積量測系統,並設計實驗證實此系統可準確量測氫氣體積,誤差僅有1.76%。實驗發現:在硫酸銅加速鋅與鹽酸的反應中,銅離子並非催化劑,且只有可被鋅還原的金屬離子,才有加速效果。鋅片在本身可解離的條件下,可經由導線將電子傳遞至銅,使銅端產生氫氣。本組推得硫酸銅加速氫氣產生的機制如下:鋅先將銅離子還原,使銅附著在鋅上,電子由鋅傳遞至銅,再由銅傳遞至氫離子,而產生氫氣。後續實驗確認:銅是加速氫氣產生的關鍵,其可加速的原因:一、還原後的銅會附著在鋅上,形成許多孔隙,使反應總表面積增大;二、銅與鋅間只要有電子的傳遞,就可加速反應,銅的角色可能是加速鋅電子的釋放。

簡易顯微放映機製作

生物課觀察顯微切片是一種不可以缺少的學習運動。可是顯微鏡只能由教師先行觀察。而後敘述給學生聽,再由學生自行觀察。在此過程中不僅只浪費時間,同時也極容易由於教師敘述不妥當或學生的會錯意,造成誤會或錯誤觀察之不良結果。要想使切片能給多數人同時觀察,當然只有借助顯微鏡放映機,將映像放大映出。可惜顯微放映機目前不普遍,其原因乃售價非常昂貴,小型螢幕 L 直徑 4 公分須七、八千元,中型的映幕 15 公分 × 25 公分須二萬元左右,較為優良能供全班學生觀察的須五、六萬元。由此可看出實在非一般學校經費所能負擔的。況且其中、小型的效果也不見得很好。經拆下一部中、小型顯微放映機研究其結構,發現其結構簡單。約可分為兩主要部份(一)光源部份,另為顯微鏡頭。乃激起研究製作頭微放映機使它能普遍化,以利於教學觀察。