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國中組

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。

電線走火警報器

1.在國中物理第四冊第十六章第四節( 16 ~ 4 )最後一段學到家用電線如果絕緣皮脫落使相鄰的 兩線接觸發生短路現象就會發生所謂電線走火導致火災。2.根據調查火災發生的原因幾乎大部分由於用電超過負荷短路所引起的電線走火所致,雖然現在用電安全措施方面已有周全的裝備可是因電線走火導致火災這個問題仍然存在,如今這個問題有待我們去解決。3.我們學過 H=mst,當 m,S 一定時 H 與 t 成正比,又 H = 0.24 IVt = 0.241 2 Rt = 0.24V 2/Rt中,當V,t 一定時 H 與 I 成正比,R , t 一定時 H 與 I 2 成正比,R , t 一定時 H 與V 2成正比。2.由電工法規獲知電路正常使用時各種粗細不同的導線其電流負荷量有一定的限度,而在一定的限度內導線本身正常的溫度約與常溫相同,不易導致使燃點較低的物品燃燒或發生電線走火,但是由上述公式得知,當導線負荷增加時,溫度會逐漸升高,如能在保險絲未熔斷或自動開關未發生作用之前,電路中裝置一警報器提高警覺豈不是更安全嗎?

圖形中的數獨

本文一開始以直線數奇偶性來探討「在平面上給定n條直線,任三條線不共點,任兩條線不平行,讓沿著任何一條直線上的n-1個交點,都剛好出現1,2,3,....,n-1 各一次」,求解的存在性。研究結果顯示直線數是偶數時有解,而直線數是奇數時無解。接著用圖論中「點著色」及「邊著色」的觀點來思考同一問題,突顯出該問題背後的數學結構。最後進一步探討「將直線替換成圓」,「有m條直線平行,任三條不共點」以及「有p條直線共點,任兩條不平行」的情況。其中最後一部分「有p條直線共點,任兩條不平行」的情況,從超圖(Hypergraph)和關聯矩陣(Incident Matrix)的觀點,得到一些有趣的結論。

叱「柵」風雲--透水柵工法在台灣的適用性研究

2003 年台灣引進土石流透水柵工法,是否適用於台灣值得深入探究,因此本研究藉由\r 實驗模擬來探討土石流通過透水柵的流動特性、堆積情形與篩分功效。試驗變因有土石粒徑\r 大小、柵棒間隙、渠床坡度、柵面篩分裝置的設置方式、柵面篩分角度、柵棒長度等。\r 實驗結果顯示,土石流流經柵面會呈現停積、推擠、流動、再停積的現象,篩分效果和\r 柵棒間隙有很大關係,而柵面篩分角度增大與柵棒長度加長可使篩分效果增大,進而減少主\r 河道的土石流規模。建議台灣在設置透水柵時考量當地粒徑大小,並依地形坡度而採用不同\r 的逆坡、平面或順坡方式設置,使篩分角度略大於土石停積的角度,將有助於柵面上土石的\r 自清效果,實驗後提出建議,作為透水柵工法設置時之參考。

橙五線陸生渦蟲(Bipaliumaurantiacus)廣頭部彎曲功能之探討

本研究經實驗橙五線陸生渦蟲(Bipalium aurantiacus)發現,其廣頭部有不同的彎曲方式,分別為波浪形、左右形及上下形。在探測獵物時,其廣頭部使用波浪形彎曲;探測獵物味道、攻擊時,使用左右形;探測環境光度時,則使用上下形。在探測時,不同彎曲方式接近不同感應物的頻率並不相同。此外,廣頭部在探測時會有擴大的情形,進一步推測感覺神經分布情形,並運用生物檢測(Bioassay)驗證。經觀察不同種廣頭地科陸生渦蟲,發現廣頭部彎曲情形無太大差異,且無廣頭部之陸生渦蟲廣頭部敏感度會下降,由此知廣頭部對陸生渦蟲的重要性。前人對渦蟲的研究,多針對水生渦蟲,對陸生渦蟲的著墨較少,且僅是初步研究,經本研究,將對橙五線陸生渦蟲的廣頭部有更進一步了解。

三角形周長等分線的作圖與數量分佈

從基測的一個題目開始,過三角形頂點作出周長等分線,發現三條過頂點的周長等分線交於一點。再把指定通過的點 P,換成三角形邊上任意一點,畫出過 P 點的周長等分線,在眾多周長等分線中,我們發現了一條特殊的周長等分線,其他的周長等分線,中點皆落在此特殊周長等分線上,在文中,我們稱之為基本等周線。後來我們將 P 點改為任意指定的一點,作出過 P 點的周長等分線。我們找到了一個類似三角形的曲線區域,在文中稱為包絡區,當P 點在包絡區內部可繪出三條周長等分線,在這個區域的外部,只能作出一條周長等分線。

嗜甜發電廠

利用低成本且簡易之方式製作一個微生物燃料電池,以了解其構造、原理及功能,測試不同嗜甜微生物(酵母菌、乳酸菌)在不同濃度下產生電壓的關聯性,並測試不同蛋膜的效果,以及尋找更好的氧化劑和反應條件。實驗發現,以雞蛋的蛋膜作為微生物燃料電池的質子交換膜只能有效隔絕兩槽3分鐘,也就是說所有測量必須在3分鐘內完成,否則赤血鹽水溶液會滲到外槽,造成電壓不穩以及下滑。若改用雙氧水取代赤血鹽水溶液,電壓穩定且反應後只生成氧氣,比較不會對實驗操作者以及環境造成傷害,應是一個比較好的材料。也由實驗結果得知,乳酸菌的電子轉換率較酵母菌佳,另外,微生物濃度增加時,電壓會隨之增加,但反應的最佳條件尚未找到。

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。

「雨」出驚人—台灣地區降雨型態及變遷的探討

本研究利用中央氣象局2003年至2010年日雨量資料,選擇20個測站進行分析。首先以降雨相關性分析而言,較高相關性天氣預報區域,可分為北部及中南部地區,而恆春半島可另外劃分成一預報區以提高預報精準度。再者,我們訂定降雨空間與時間指標,並依兩種指標繪成指標特性分布圖,且從圖中的趨勢線判斷出四種降雨型態,像是受到地形及季風影響在各雨季表現差異外,也可以發現山區較易出現異於其他地區的空間降雨。另外,從8年所有地區降雨變遷線發現台灣地區降水趨勢一致,若能分析數個區域的雨量升降趨勢,就足以代表全島的雨量變遷。最後,我們分析30年的長期雨量,發現降雨天數略微下降,但在夏季的降雨量有顯著增加趨勢,而乾季的雨量卻有下降趨勢,顯示未來乾雨季將更加分明。

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?