全國中小學科展

國中組

簡易散熱隔音箱

發出惱人噪音的電動機械,常常伴隨著熱量的產生,密閉系統雖能隔音但卻不能有效的散熱,本研究先以密閉系統比較不同材質之隔音效果。在取隔音效果之最佳者之材料應用於開放系統中,進一步研究各種開放孔隙大小、材料厚度、音源響度、熱源功率對隔音效果或散熱效果之影響,研究結果顯示,以開放系統在適當之條件下確能設計出兼具隔音及散熱的裝置,以本研究之裝置而言,以40W的磨砂黃光燈泡模擬熱源,95dB之噪音源,用0.5公分之軟木為隔音材料,密閉系統可以將音量由95dB降低至45dB,但系統溫度在20mins內卻由25℃上升至48℃。然而若使用單層開放系統[二],同上述之條件可以將音量由95dB降低至48dB,但系統溫度在20mins內卻由25℃上升至 35℃且此效應在更強之熱源下更顯著。

『差』之毫釐,失之千里--直笛誤差之探討

本報告透過以PVC管接上中音直笛頭模擬吹奏直笛的?況,?用Spectrogram音頻測試軟體測?所得結果,在管徑、前孔長、前孔寬?、氣??、溫?都被控制為常?的情況下,分別改變其管長、孔徑大小和?孔間距?研究聲音、直笛孔的大小與距?對誤差的影響,藉由孔的直徑、距?與誤差的關係,發現孔?的直徑愈小時,其誤差就愈大。但只要孔徑到達一定大小時,波長的依據會由孔中心變為孔前端,?照此規?進?。當孔之間的距?越大時,其頻?就會愈小。管柱前端效應對頻?的影響遠大於末端效應。但得到這些結果之後,我們又對直笛本身的奧妙產生疑問,於是在討?時先對調音方式進?研究,而發現在孔全蓋住的情況下,調音的效果並?大,而其餘則可藉由移動直笛上段與中段?接距?改變頻?,進?調音的工作。接下?則是討?高八?音是如何產生的,我們發現要使音高八?,必須將大拇指所按的孔改為半孔,於是?解大拇指所按的孔是讓音提高八?的關鍵,?將其取名為高八?音孔。為?要瞭解高八?音的產生,在查資?時又發現直笛發聲時內部產生的駐波並?是只有一種,其最低頻?的整?倍都可形成駐波,而最低的頻?稱為基音,決定音高,其餘決定音色,稱為泛音,所以只要讓原本的基音被?倍頻?的泛音取代,就可呈現出高八?的音。

「藻」也「碳」息--二氧化碳濃度對浮游藻類生存之影響

二氧化碳劇增引起的氣候變遷,已對許多陸生動植物的生存造成嚴重的影響,而廣大水\r 域生態系的變化也已開始受到注意。針對此生態系的主要生產者──浮游藻類,我們分別探\r 討了二氧化碳濃度對其生長、光合作用速率及水中pH 值之影響。實驗以透光度推算藻類生\r 長重量、以產氧量評估光合作用速率,並每天測量水中pH 值之變化。研究結果顯示二氧化\r 碳濃度升高只在短期(兩週)內對浮游藻類的生長及光合作用速率有所助益。然而當pH 值\r 持續下降使水溶液過酸時,即可能抑制藻類的生長,光合作用速率也相對降低,最後導致浮\r 游藻類的死亡。如果人類再不控制二氧化碳排放,屆時水中酸度下降到某種程度,即可能會\r 對水域生態產生極大的破壞!

黑白配─神奇的遺傳演算法

在六億年前,海洋中有許多不同種類的生物,經過了幾億年的演化和突變,令我們覺得好奇,為何基因經過交配和突變能產生這麼多變化,而且愈來愈優良,於是我們想利用電腦的符號來代表各種不同的基因,使其交配、突變,研究近年來興起的「遺傳演算法」學說。

橫渡河海的勇士-探討蜑螺的生存策略

蜑螺(Neritidae)是海岸潮間帶僅次於玉黍螺最為常見的軟體動物。作為觀察地點的鹽寮海岸,離花蓮市約30 分車程,屬於珊瑚礁地形。研究過程先以普查方式進行蜑螺種類與數量的調查,並記錄出現位置做成分布圖。後將蜑螺移往實驗室作覓食方式與趨性研究,並模擬環境變化以探討蜑螺生存策略。鹽寮海岸所產的蜑螺有五種,以黑圓蜑螺(Nerita ocellata)為優勢種。皆以嗅覺的方式覓食,對聲音與震動不甚敏感。具負趨光性與負趨地性,易於石頭背光面上緣發現。可接受極大鹽度範圍,屬廣鹽性生物。溫度適應範圍為21?30℃30℃,溫度過高時利用負趨地性以疊羅漢的方式向上逃避,溫度過低時以緊閉口蓋策略禦寒。絕佳的適應能力與適當的生存策略,使蜑螺成為海岸潮間帶的優勢生物。

國中化學有關聚合實驗設計之改進及應用價值

國中化學第四冊第二十二章「聚合物之製成」,例舉尿素甲醛用濃硫酸做觸媒,合成塑膠。但有部份同學用氫氣化鈉做觸媒時,所獲得的產品卻不是硬塊塑膠,而是變成含有黏性的液體。於是使我們聯想到是否可用此種含有黏性的液體,製成一種樹脂,替代市面上的強力膠;或可防止不良少年吸食強力膠之惡習。於是上過此單元以後,便開始設計實驗,始有大埤國中膠的實驗研究產生。藉此科學展覽的機會,就教各位先進名家,賜給我們寶貴的知識、經驗、好作進一步的探討及改進而有更多新穎實用價廉物美的新聚合物問世,造福人群。

理想磁場的磁偏角

理化 25-3 地球磁場中有提及磁偏角,除了到當地測量之外,是否還有其他方法可以找出理想磁場的磁偏角,因此成立了研究小組,研究是否可把磁偏角加以公式化。

喚醒大目降一甲子的記憶

本研究主要是民國99年3月4日0304桃源地震(原稱甲仙地震)引起大目降(新化)土壤液化噴砂的奇特景象,其中北勢里與太平里的噴砂點與民國35年新化地震相當,可能與新化斷層有關。研究中的五個地點其噴砂顏色皆不盡相同,根據現地採樣及室內實驗,發現噴砂的土壤物理特性在粒徑分佈、淘選度及礦物種類上,與震度、地震延時及水位高低之間都具有規律性存在。另外,在實地量測及參考現地CPT及SPT試驗,發現本次液化都發生在河流附近的沖積層,其液化深度大多在水位深度以下之2m~5m間,預測最大液化深度可達10m上下,所以在建物安全設計及工程選址應特別注意,避免可能的災害發生。

我終於看到你呼吸了─種子呼吸作用之探討

為了改進課本中「呼吸作用」的實驗活動,我們另外設計出一套測量呼吸速率的實驗裝置與方法,此方法不僅保留課本實驗的優點,還可以利用壓力管的液面變化來觀察植物呼吸作用情形,另經由數學算式的推導,可以計算出呼吸作用二氧化碳及氧氣的變化量。結果發現綠豆種子的呼吸速率約介於0.05-0.12(毫升/公克-分鐘)之間,一般來說,種子發芽初期的吸水量比較大,呼吸速率也比較快,往後幾天的呼吸速率則可能與當時種子單位體積含水量多寡有關,至於種子開始長葉之後,呼吸速率的測量會受到光合作用而有所影響。本研究也證實種子呼吸作用是一種放熱反應,而且是利用葡萄糖來產生能量。

妖魔之海百慕達沉船解謎─模擬甲烷水合物學說探討液體的浮力與沉船的關係

百慕達三角一直以來,籠罩著神秘的面紗。關於此區所發生的離奇事件,眾說紛紜!在各種假說中,可以用科學邏輯驗證的,當屬「甲烷水合物學說」。本組利用二手的壓克力透明桶,以蜘蛛爐改裝為氣體輸入裝置,自製第一代氣泡產生模擬槽,更換不同的輸入氣體、不同的流速、以及不同的密度液體模擬沉船之可能,經縣賽教評審議重新改良為第二代模擬槽,以第二模代擬槽提高實驗精密度,並增加深度、溫度等變因。發現液體(海水)中出現氣泡,浮在此區域水面的浮體(船)確實會下沉,當氣泡流速愈快,浮體下沉程度越顯著。本組認為:當浮體下沉,相對而言液體的密度因此改變,氣泡與浮體(船)接觸,在交界面所提供的支持力也較低,兩者是導致沉船的主因。