全國中小學科展

國中組

蠟燭燃燒的探討

國中化學課木第一冊第四章 4-2實驗蠟燭的燃燒是讓薊頭漏斗下的蠟燭面接在空氣鐘燃燒結果我們發現整個薊頭漏斗甚至 U形管都佈滿了黑色的碳粒於是我們聯想到或許是薊頭漏斗下的氧氣量小夠以致蠟燭未能燃燒完全而成黑色的碳粒殘價在薊頭漏斗及 U形管上因而所收集燃燒的產物誤鑲也非常大於是我們嘗試改進實驗供給充分的氧氣使蠟燭燃燒更完全以期能收集到更多燃燒產物並減少本實驗的誤差。

犯罪現場-指紋的秘密

本實驗是針對不同物件上的指紋所進行的研究。主要以粉末法與硝酸銀法、碘燻法呈現不同材質上的指紋,並將指紋置於不同環境中,觀察指紋殘留時間長短,結果發現物件材質會影響指紋的殘留時間;另外,我們也收集了不同年齡層與性別的指紋,觀察指紋呈現情形與殘留時間長短,結果發現年齡對指紋的呈現與否影響很大,這應該是年齡影響指紋上分泌物多寡所造成的結果。此外,我們發現布料上的指紋極難呈現。

地下的V尾怪客--蠼?

本研究針台灣常見但研究不多的革翅目昆蟲—黑環真肥?( Euborellia annulipes)進行飼養與觀察。描述其形態、生活史及觀察所得之生態習性。本種蠼?完成其生活史由卵孵化經一~五齡若蟲約70-90天,雄蟲壽命較雌蟲短,數量上雌蟲佔多數(雌:雄約為6:1)。若蟲與成蟲食性皆為雜食性,遇到小型獵物則以尾鋏攻擊和捕食。攝食後會以步足、口器清潔觸角和身體。求偶時由雌蟲主動,交配的姿勢尾對尾呈一字或S字形。雌蟲有守護照顧卵及一、二齡若蟲的行為。同目間體型較大的個體會掠食體型較小的個體。本研究亦嘗試提出革翅目的六科分類檢索表。建議以觸角節數與比例、腹部節數與形態、尾鋏的形狀、體表的顏色與毛的分佈、跗節特徵作分類依據。

尋找最死心蹋地黏著你的環保膠

我們將澱粉、高筋麵粉及糯米粉製作成環保膠,測試不同反應條件下黏著力的變化。發現澱粉環保膠的最佳黏著力的反應條件為:攪拌時間達九分鐘、水對澱粉的質量比為5:12、氫氧化鈉濃度為3.42%、反應溫度控制在35℃、硼砂濃度0.225%,製成的環保膠在木頭的表面具有最大的黏著力,單位面積可達30.97公斤重,我們將環保膠黏著在金屬、壓克力、玻璃表面發現加入洗衣精對黏著力有明顯的改善。將木頭表面在一百八十目的砂紙磨擦後,環保膠可達其最大的黏著狀態。我們在顯微鏡下觀察澱粉粒子的變化,發現加了氫氧化鈉的澱粉其網狀型結構會隨著時間的增加而漸漸吸水膨脹,攪拌九分鐘時網狀型結構最密,這時候的黏著力也會因為網狀形結構的膨脹因而上升。

變動中的台灣—台灣中南部地體構造的探討

本研究為探討北港高區對台灣中南部地體構造的影響。以推土機理論為基礎設計模型進行實驗觀察,並以中央地質調查所的活動斷層分布及地殼變動GPS測量結果進行比對,得到三點結論:一、台灣中南部造山運動隨著海岸山脈西移擠壓隆起形成中央山脈,中央山脈是由東向西逐漸發展,在山脈內部的斷層已不再活動,在西部的活動斷層是目前主要活動變形帶。二、中央山脈構造及發展是由海岸山脈擠壓運動所形成,和北港高區無關。三、台灣中南部山脈前緣部分西部活動斷層受到北港高區影響,只能在高區東側及邊緣發展,並影響高區附近的地殼變形方向,在西南側似有脫逸現象產生。

呼嘯而過

當海底發生地震,或海底山崩塌,海水便被抬升或崩塌,因此在短時間內獲得大量位能,轉成為海水的動能向四面八方傳遞,這就是海嘯。我們以基隆港為模型,海底坡度1:10,藉由實驗發現水波在寬闊水域由較深區域進入較淺區域,波高(波峰與波谷的距離)並不會出現太大的不同,然而一旦水波進入狹窄的港區,能量在灣內累積,波高就大幅增加,比例可達55%。當波谷先抵達岸邊時,會造成海水後退、水位大幅下降甚至露出海底的情形。在我們的實驗中,代表海底的斜板露出的距離最大約14 公分(坡度1:10),佔小水槽長度的28%。若改變斜板與水槽底部的角度,斜板露出的距離也會改變,當θ=10°,即坡度175:1000 時斜板露出距離最長。

球的移動-引出數學之「妙」

我們先利用最基本的樹狀圖,可推導出許多奇妙的關係與規律,也知道了尤拉分割公式與三管的問題有極大的關聯性,使我們得到了三管的公式,但由於三管和四管的公式無法相通,因此我們將樹狀圖先簡化成數對形式,再轉成網狀圖,最後調整為階梯圖,不僅讓三管與四管有了關聯性,也讓我們猜測出五管以上可能為超立體的圖形,讓我們完整的結束了這個研究。

舞台上的光與葉─研究光合作用產物及碘液呈色的改良方法

由於參加學校校內科學博物館解說,其中有一單元為『光合作用』,使我們回想到一年級的生物實驗也有相關的研究─「植物光合作用產物」,實驗並沒有成功,詢問過其他班級、老師實驗的結果後,發現也同樣不盡理想,於是就在老師的建議下展開了一連串有關的研究探討及改良實驗。為避免酒精隔水加熱的危險性,本研究小組以『電茶壺』加上『安全開關』來代替加熱裝置,使用上非常便利、安全。本研究結果發現,校園植物材料的選擇以嫩葉、少毛狀物、葉片較柔軟、角質層薄之葉片,如大理花、向日葵;日照長度以六天為主,選擇可直接照光的葉片。另外為節省藥品用量及減少環境污染,建議碘液用量濃度為 10?15%的稀碘液即可。本研究小組也建議,以密封袋裝染色後之葉片,效果良好,更可使用二次染色延長十字的定性效果,以作為長期保存之用。

帆船逆風能前進嗎?

物理第二冊第六章(力的合成、分解和摩擦力)裡,我們學會了利用「平行四邊形徐」求合力、分力。老師曾舉了一個例題,說明風吹帆船,作用在帆上的力,可以分解為「使船前進」和「使船傾斜」的兩個分力,我們發現了問題:1.風從側面吹來,帆船能否按原目標前進?2.甚至於風逆向而來,帆船能否前進到達目的地?

e世代的製氧法

在國二理化課本中有提及利用二氧化錳來催化分解雙氧水製氧,而我們的實驗是要利用鹵鹽來催化分解雙氧水產生氧氣。我們共設計了六個實驗,第一到第四個實驗是改變了一些因素來探討鹵鹽催化雙氧水的影響,我們分別觀察了不同鹵鹽、溫度、濃度與酸鹼度,從實驗中發現,0.25M KI( aq)較適合國中生來操作與觀察碘離子催化雙氧水反應的多樣色彩變化,且其催化速度適中。而雙氧水在高溫、酸性的溶液中的分解反應速率會更快。實驗五、六則是我們推測陽離子可能也會影響反應的速率,因此選了數種碘化物來比較,結果發現CaI2 的催化效果最好,AII3 的催化速度最差,但 AII3 的反應液色彩變化卻更具多樣性。