全國中小學科展

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國中組

明爭暗「豆」——以導電度及透光度探討製作傳統豆腐時蛋白質凝結之關鍵

傳統豆腐主要成份除水之外就是蛋白質,豆漿的蛋白質凝結作用是傳統豆腐製作過程中最重要程序,對於豆腐的產率及品質有著重要而直接的影響。我們發現豆花粉及鹽滷中可使豆漿中的蛋白質凝結之成份為Ca2+及Mg2+。濃度2%的氯化鈣水溶液加入45℃的豆漿最能滿足製作傳統豆腐時蛋白質凝結量最大、乳清透光性高及乳清導電性低的條件。由豆漿蛋白凝結時電阻變化,得知40秒後蛋白質與氯化鈣作用趨近於緩和。 利用自製儀器精準測量導電度及透光度的有趣結果,探討蛋白質凝結之關鍵,對於豆腐之生產製作將會有相當的幫助 。

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。

社區公共場所空氣中對含細菌數之調查與研究

為什麼常有呼吸系統傳染病如流行性腦膜炎、白喉、百日咳等流行時,醫生及父母都告訴我們盡量避免出入公共場所?所以我們想,是不是這些地方,空氣中含細菌比較多?於是引起我們幾位同學作此項細菌數之調查與研究的興趣,以滿足我們的好奇心。

浮浮沈沈,水中乾坤一浮體振盪週期之探討

在小學學到單擺、節拍器有等時性,可以用來計時。我們發現浮體在水面受一下壓或上拉的力量後,導至浮力、重力不平衡時,浮體會在原地做週期性運動亦有等時性。而振動週期究竟與何種變因有關,呈何種線性關係,引起我們的興趣,故作深入探討。

「暗藏殺機的許願池」-探討硬幣水對浮萍生長的影響及其生存機制

本實驗利用各種幣值的硬幣水處理浮萍,我們發現青萍(Lemna aequinoctialis)出現葉狀體分離及葉片白化的現象。 並針對硬幣中所含的金屬及常見重金屬分別與浮萍進行共培養,都可以看到不同程度的葉狀體分離及葉片白化的情形。此外,我們發現浮萍在受到金屬逆境時體內會累積過氧化物質。透過外加鈣離子與雙氧水實驗,探討浮萍葉狀體分離的可能訊息傳遞分子,發現只有在加入雙氧水後,葉狀體會分離,推測可能是過氧化氫間接活化分解細胞壁的酵素而造成葉狀體分離。而葉狀體分離或許是浮萍在演化過程中面對逆境時的重要生存策略之一,藉著分開來增加逃離逆境的機率,提升族群的存活率。未來,可藉由浮萍葉狀體分離與否的現象當做檢測水質是否有受到污染的簡易指標。

落落大(坍)方---邊坡土石崩落下滑之探究

科展是蠻享受、愜意的體驗。行經山林,腦海會湧出邊坡相關畫面,真是有趣。我們從中學到科學探究的方法,關於邊坡下滑的成因,也有深入的認識。得到的結論跟既有認知有衝突,這是很棒的經驗與成長。坡度超過35度最好不要住人,更不宜開發或變更為住宅區。實驗結果顯示,終極下滑坡度35度左右,只要負載過重、地震、雨量過多或水土保持不好時,35度以上坡度必下滑。 原以為增加摩擦力可防止土石下滑,實驗發現,負載重量到某個程度之後,增加摩擦力對於防治邊坡土石下滑無效。貓纜方面,發現插上支架的岩盤,下滑角度會下降很多。另外從電視畫面看到,T16纜車支架坡度超過40度,若支架沒有深入岩盤,一旦岩層一有破碎會導致下滑。

光的奇「積」-探索地面海市蜃樓

經常會看到前方的路面像有一灘積水在那兒,但近走過去看時卻發現什麼都沒有。我們查看物理方面的教課書籍及上網搜尋資料,發現這種現象是由於地面上的空氣因溫度變化,導致光線在空氣中的行進方向偏折而產生的全反射現象,其原理與沙漠中的海市蜃樓成因是ㄧ樣的。 我們發現了高中組科展的得獎作品中,居然得到與上述完全不同的結論,就是:炎熱路面的一灘積水是由於地面的單向反射造成,並非為空氣的折射現象。這也就引發我們做此次科展的強烈動機。 從尋找地面海市蜃樓在何處,與不斷改善觀察工具開始做起,接著再與師長同學討論,將光折射的證據從1.改變觀察者位置的高低、2.溫差的影響、3.地面性質等三方面逐步探索,並以雷射光徑說明:白天地面的海市蜃樓是光折射所造成。

海水輪蟲之培養

在海邊半鹹半淡的池沼,如遇下雨,往往會有海水輪蟲大量繁殖,玆調配成各種低濃度的海水,投以不同的餌料,以比較海水輪蟲的生長情形。

薑抗氧化能力之相關探討

本篇採用薑做為材料,主要探討薑抗氧化能力與環境因子的關係,結果發現老薑的抗氧化能力優於嫩薑、環境因素對薑抗氧化能力的影響力依序為光(紫外線)>溫度>酸鹼>金屬離子(鎳、鋅)、薑黃萃取液也具有阻絕紫外線照射及能抑制微生物生長(薑黃含量20%時抑菌率為49%)。此外,實驗過程改良前人氫氧自由基測試方法,配合自製光度計,得到標準曲線R2為0.9078,也免去須貴重儀器測量之不便。

巢狀切割對內部子圖的探討

本研究是從數學講義上的一個考題出發,恰巧擴展了前年全國科展最佳教材獎「正多邊形母子面積比」,他們只研究正多邊形且每邊切割的比例相同,我們採取截然不同的研究方法,而且更進一步探索任意多邊形每邊切割的比例任意不同時,其子母面積比值的發展。而隨著邊數的增加,所得圖形儼然一個鳥巢狀,故名「巢狀切割」。我們從三角形做起,經歷四、六、八邊形,一直到五邊形、七邊形,並藉助GSP繪圖軟體幫忙檢驗,最後得到了通用於任意邊數且任意比例切割的子母面積比值公式,並設計Microsoft Excel運算表,只要輸入邊數與比例,可立即算出子母面積的比值!