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國中組

液滴受震波驅使而產生向上爬坡行為之物理機制探討

我們研究的主要內容是研究液滴處在激烈震動的傾斜板子上時,為何會產生向上爬坡的現象?我們發現水滴大小、頻率、振幅、液滴成份、板子與液滴之間的附著力、爬坡角度與水滴形變等,對液滴爬坡速率皆有影響。我們試著改變板子的傾斜角度,水滴最大的爬坡角度可達43度角。液滴之所以會爬坡,主要是因為震動使其形狀產生變化,受到板子附著力及水滴表面張力兩者的拉扯,加上重力與慣性的影響,水滴會先形成突起的柱狀體,之後柱狀體會往高處移動,因此帶動了水滴的爬坡效果,以上是利用高速攝影技術所觀測的結果。我們亦利用木板、壓克力板與橡皮筋來製作一個模擬水滴可爬坡的裝置,結果顯示,壓克力板會因為橡皮筋的拉扯而產生向高處移動的效果。

冷凍食品保存法的研究

在我們家裡,有許多新鮮食品(好比:豬肉、魚、蝦等)在冰箱內經過二星期冰藏後,味道與新鮮時有些差異,這些現象讓我產生了下列問題:(1)食品放置冰箱為何仍然會腐壞呢?(2)冷藏前後怎樣處哩,更能保持新鮮?(3)冷凍溫度愈低是否愈能保鮮?(4)冰箱溫度的變化會不會影響新鮮度?上述各種問題,我決定以草蝦為研究素材,近已研究如何延長冷凍食品保存期限,因此在媽媽的協助下,我向老師、專家們請教,它們都盡力協助我對冷凳食品保存法,展開一連串的研究。

多邊形分割重組的方法

解釋平行四邊形面積時,常垂直切下一角補在另一邊形成長方形來說明,如圖: 引起我們興趣的是它的切補手法,可以不增減材料而改變形狀。於是我們以四邊形為起點,開蛤了對圖形分割重組的研究。

有趣的水玉黴

我們在鄉下偶然看到馬糞上長了肉眼清晰可見的橙色黴菌、晶瑩剔透,非常可愛,為了更進一步了解它,因而設計下列各項有趣的生理實驗。

風殺竹塹--新竹市沙塵暴的探討

新竹以東北季風名聞台灣。近幾年我們發現這美麗的風城一到十月份頭前溪河床上的沙被強勁的季風吹入新竹市,讓新竹壟罩在宛如小型沙塵暴的漫天風沙中,這景象令人擔憂。經過我們研究先以吸管束成風洞裝置,風扇為風源模擬河邊自然風的實驗發現 2cm 長的吸管便可達到風洞效果使風保持平穩,在控制風角度的實驗中以 40 度的風向最符合我們發現溪邊的沙丘角度。在沙量的實驗,我們改變風速,發現地表風速在 2.5m/s 以上,表面的沙子會飛走。定沙實驗以覆蓋洗衣網的效果最佳,能定住 92.2%。防風牆 1/2 圓弧具較佳的定沙效果,一層則可定住 88%的沙,3 層即可達到幾乎百分之百定沙。另外一層柵欄與風向的角度約 60 度與沙面的角度約 135 度可定住 54.5%的沙。在撒水的實驗中只要 0.5%的水就可以定住 70%的沙子,推測水的定沙原理不是靠水的重量是因水的存在增加沙粒間的吸引力。最後,我們實地觀察測量提出沙塵暴的防治可分三方面進行:一、頭前溪左岸應以定沙管理為主;高灘地或民眾休憩的河濱公園的開發應設在右岸。二、定沙管理分兩部份:一是有條件開放農民種植低污染的農業如牧草,一是計畫性的設置定沙柵及定沙牆與覆蓋沙面。三、採砂與運送要利用科學方法:加裝噴霧器噴水或密閉式運送,可節省可觀的砂石與降低環境的汙染。

形中有形

利用GSP(動態幾何繪圖軟體)協助探討正n邊形對角線相交所圍出圖形的性質與邊長關係,並利用正n邊形對角線與邊長的比值來探討正n邊形內接正m邊形其邊長關係,並找出其規律。

萬有引力實驗器教具的製作及其研究

牛頓發現萬有引力,對大宇宙的星際關係作了合理的描述,偉大成就,令人仰慕。 但是平常除了“蘋果落下”是一個簡單的證據外,其他的實驗都不是我們國中生所能看見的,所以我們希望看見物體間的直接萬有引力,而不要把地球重力扯進來。

廢棄乾電池大變身—燃料電池

由實驗可知廢棄乾電池可資源回收再利用的部分達 76%以上,其中電解質經純化分離可得到有催化劑效果之MnO2,回收率達61%,電池鋅殼材質與實驗室用鋅片材質相當,電池碳棒除可當電池之電極外亦是實驗室常用之導電材料,故廢棄乾電池確實可完整的資源回收再利用;在自製之簡易氫氧燃料電池裝置中,我們發現需考量碳電極使用前之適當處理、正負極之集氣區設計、收集氣體量多寡、電池組的封裝以及鎳、Pt\r 粉之添加與否等問題,電解液之選用則是以濃度為2 M 的氫氧化鉀溶液為佳,經過努力之後,我們成功以自製的簡易串聯保特瓶氫氧燃料電池裝置使得電子蜂鳴器、LED 燈及鬧鐘開始動作,實驗結果證實廢棄乾電池是可搖身一變成為新的電池明日之星—氫氧燃料電池。

為草莓族打氣!--探討如何利用化學調氣方法延長草莓的保存期限

草莓是外表光鮮,易壞的水果,透過「調氣包裝」(脫氧並增加二氧化碳)的方式,可以延長草莓的保存期限,本研究希望透過藥品的轉換,找出更生活化,更實用的調氣藥品,經過實驗發現,在500ml 容積中,脫氧包速率最佳的配方為:o-buster 脫氧包三包內容物(已置放於空氣中三週以上,約6.90 克)+食鹽4 克+活性碳粉2 克+水1ml;增加二氧化碳速率最快的配方為(小蘇打粉 3 克 + 檸檬酸 5 克 + 3 滴水),以此配方放大五倍後應用於生活中的密封保鮮盒中(2500c.c.),置於室溫下,可以延長草莓的保存期限至存放7 天後仍然保有新鮮不腐敗不發霉的成效。

破解電解質的密碼—電解對沸點與熔點的影響

我們蒐集了很多資料,知道電解質在電解時會影響水溶液的熱力學性質(電解質水溶液之熔點下降、沸點上升),我們發現對電解質水溶液通電會使沸點與熔點越接近原本沒加電解質的狀態,而且還會使電解質水溶液達到沸點與熔點的時間縮短10%以上(如表一)。若在蒸乾電解質水溶液時通電,可縮短蒸乾時間並節省約10%的能量,對於節約能源有很大的幫助。這些現象可應用在海水淡化及其他工業上。