全國中小學科展

國中組

熱包知多少

在本項實驗裏:1. 我們利用自製的封口攪拌器,繪出「醋酸鈉的溶解度曲線」;並且證明:決定醋酸鈉的溶解度數據,蒸發掉的水量為不可忽略之因素。2. 我們利用所得到的醋酸鈉溶解度資料,求出 「當1 克的醋酸鈉晶體析出,將伴隨著放出20.07 卡的熱量。」3. 以粒子觀點為基礎,我們設計了多項實驗以驗證:低濃度的過飽和溶液,實際上具有極高的安定性。即使搖晃溶液、溫度驟變也不致析出晶體;且有效晶種( 直接或間接提供的 )必須是醋酸鈉本身。4. 我們利用電解法精製過飽和溶液。並且發現:電解過程中,電流逐漸變小且最後幾乎等同於電解醋酸鈉飽和溶液。5. 我們匯集上述之實驗結果。在低成本的限制條件下,製作出兩種不同用途( 教學用、取暖用 )的熱包;並且,提出 自製量熱器、自製電解裝置 在理化教學上的可能助益。

從固體對流探討顆粒體的混合與分離

我們以振篩器和垂直震動器進行實驗,來探討顆粒體的密度、形狀、表面的光滑程度、顆粒間的粒徑比、顆粒表面覆上的液體黏滯性及振動方式等因素對顆粒體對流的影響。實驗結果發現:主顆粒表面光滑、背景顆粒表面粗糙且顆粒細長時,主顆粒較易被推擠上升。當主顆粒及背景顆粒表面覆上液體時,當液體的黏滯力愈大,對流速率減慢。振東方式會影響背景顆粒的流動效果。以桌球為主顆粒,改變背景顆粒粒徑時,當粒徑比(r桌球/r背景)小於3.29時,因垂直推擠主顆粒向上的分力較小,主顆粒便不易再被推擠上升。當小顆粒在上層、大顆粒在下層時,顆粒間會有對流現象,且粒徑比(r大/r小)愈大,對流速率愈快;粒徑比(r大/r小)<1.66時,下層的大顆粒不易向上流動。

知識反饋歷程的試探-國中化學教科書中有關水的電解實驗改良芻議

知識是經驗的累積,經驗則有賴於知識的沖激,兩者相生相成,相互為用,乃右所謂「知識爆發」時代的降臨。英哲羅素曾經喟嘆,今日人類擁有太多的「知識」,但是卻缺乏「智慧」,「智慧」的開啟與孕育,必須各階段的教育以及各種範疇的教育密切配合,在科學教育方面,特別著重於科學精神的培養以及科學方法的訓練,如果對於從科學教科書上求得的知識囫圇吞棗,不求共解,或光會背誦書文內容,而不能學習科學方法,鍛鍊自己解決問題的能力,則不是我們求知的本意,更談不上「智慧」的增進。

魔豆連連看

抽芽遊戲是由兩人在紙上的點輪流連線,最後一個連線的人就勝利了,我們的研究首先尋找抽芽遊戲的規則,跳脫求勝的策略,將步數與塊數的最大與最小範圍找出來;接下來改變抽芽遊戲的玩法,研究連線數與方法,同時將玩法推展為四面體的遊戲,尋找遊戲的規律。

指紋現形記

本作品在於觀察指紋的產生、消失,並探討性別、年齡及環境對指紋消失的影響。實驗中並利用粉末法、磁粉法、硝酸銀法及電鍍法來顯現指紋,並探討各種方法的適用性及優缺點。

無線傳電「遠」又「多」— 利用特斯拉線圈自製無線傳電系統

本研究主要是利用特斯拉線圈製作一個簡單、便宜的無線傳電系統,因為目前最熱門的無線應用非「手機」莫屬,所以此研究也以手機為實驗對象。研究結果發現自製的無線傳電系統在充電效能上可以和市售產品相互媲美,而且只要更改感應線圈的擺放方式,在20公分~30公分遠的距離都可以有效充電,也可以支援多支手機同時充電,並且沒有必須「精準」對位才能使用的問題,這些都是遠遠優於市售產品的地方。若能以此傳電系統為雛形,發揮其「遠」又「多」的優勢,相信在未來的無線世界裡,必能提供更廣泛、便利的應用。

共球等邊多面體

二年級下學期見識到五個正多面體,是如此的完美,我們想知道還有那些類似的多面體?

化學動力論的模型研究

在討論化學動力論時有許多極為抽象的觀念;如低限能、活化能、活化複體、催化劑、有效碰撞…… 等,實不易了解。若能有一具體模型來顯示這狀態,便能使我們不言而論的窺知其間奧妙。於是我們在老師的指導下製作了這套多種用途的模型。

搗杵之音

本研究分析布農族與邵族的杵音,發現杵音可分成四~六個音群(Do、Re、Mi、Sol、La、Si),我們也探討了不同的變因(木頭種類、粗細、長短及溼度),對於杵音響度及頻率的影響,並且利用科學化分析,成功地自製縮小版杵音及麻竹版杵音,可以改善原本只憑原住民耆老經驗製造杵音的誤差,並利用”木頭音響學”中Young 的公式『E=〔4π2L4ρ(fn)2A〕/IKi4』,來計算杵音頻率的理論值,結果我們發現杵音頻率的實驗值與理論值,有正相關;同時以竹籤與乒乓球及彩蛋創造出迷你版的可調頻式杵音,來增加原住民音樂的多元性,達到推廣原住民文化的目標。

風生電起—探討風能的有效應用

在科展製作時,我們曾參觀過大潭發電廠。從大潭發電廠的參訪經驗,我們知道設立風力發電廠需考慮當地的風場及風向是否穩定,因此我們利用製作穩定器流作為實驗的氣流來源。為了探討不同旋轉翼對轉速之影響,我們分別削製出各式各樣不同形狀、寬度的旋轉翼,測量不同旋轉翼片數、翼片剖面形狀、受風面積與攻角對風力機轉速之影響,並探討風力機的不同轉速與發電機發電量之關係。我們做出不同線圈數的風力發電機,測量其發出的電流,並且是著於線圈中加入磁性物質及非磁性物質探討發電機的發電量有何不同。