全國中小學科展

國中組

揭開鹼性電池的神秘面紗?鋅銅鹼性伏打電池的探討

我們經常可以在電視上看到「勁量電池,耐力更持久,渾身是勁!」的廣告,讓我們很好奇鹼性電池真的會比乾電池更持久、電流更大、電壓更穩定呢? 因此本實驗大綱如下: 一、 探討乾電池與鹼性電池電壓、電流下降情形的差異。 二、 藉由拆解乾電池與鹼性電池,探討內部構造及材料的差異。 三、 針對鹼性電池與乾電池內部構造及材料差異,探討影響其電壓、電流大小變化的因素,主要項目有:(1)隔離層種類的探討(2)接觸面積大小的探討(3)不同電解質濃度、溫度及導電度的探討(4)惰性電極材料的探討。 四、 製作改良式的鋅銅鹼性伏打電池,內容主要項目有:(1)負極材料及添加物的改良與探討(2)負極電解質種類的探討(3)負極電解質濃度大小的探討(4)去極作用的探討(5)正極電解質濃度大小的探討(6)正極電解質吸附材料的探討(7)正極電解質添加物的探討(8)改良式的鋅銅鹼性伏打電池測試。 本實驗主要結論(一)如下:

探索黏度與毛細現象X檔案

本研究主要在探討黏度與毛細現象,我們研究六種溶液,分別為甲醇、乙醇、丙酮、醬油、烏醋和水,我們探討溫度效應,利用尤伯洛德管測量不同溶液在不同溫度下的黏度變化。我們也探討濃度效應,研究不同濃度的糖水和鹽水黏度的變化。進一步,我們觀察以上幾種溶液的毛細現象,不同種類溶液及不同濃度溶液的毛細速率,並比較不同的毛細管內徑及溶液濃度對前述溶液毛細上升高度的影響。

酸雨成因探討及對生態系影響之研究

進入國中,打開生物課本,在第一章最後一節生物圈的隱憂中就看到了三張污染環境的圖片,令我們為今日的環境憂心不已,除了一些保持環境衛生,勿亂丟棄垃圾等標語,卻喚醒不了人們對這污染嚴重性之後果產生一些警惕作用。有一天,忽然在報紙上看到一則報導「酸雨侵害,大地變色」,更令我們訝異不已,同時進入國中以後,我們很想自己動手設計實驗,以探求這污染的嚴重性,一方面滿足自己求知慾,一方面促使大眾注意環境之保擭,於是拿著報紙請教老師,何謂酸雨?及其來源為何?經老師提示始知酸雨之來源除自然界中火山爆發所帶來之含硫等氧化物及二紙化碳外,人為因素所造成之空氣污染:如工廠燃放煤煙、石油等均排放大量含硫及氮之氧化物,汽機中排除大量廢氣等所造成。這些環境空氣污染,除了直接影響身體健康(如工廠附近居民易罹支氣炎等)。但並非在其煙消雲散之際就此了事,常其再度隨著雨水造訪地球之際,卻帶來了可怕的酸雨,使大地了無生機。據報導嚴重地區,如加拿大萬餘湖泊已絕生機,另四萬個大湖已瀕臨死亡,為了探究此一空氣污染導致酸雨下降的污染嚴重性及喚醒大家對環境污染的深一層認臘,我們就自己動手設計了一套污染的實驗,藉以瞭解酸雨成因及其對生物所賴以生存之生態系間的相關性,從而藉實驗探知結果,使我門更加愛護環境,進而保護環境。

凹凸無秩,虛實有具

本研究主要是進一步研究八上自然與生活科技課本中,有關凹(凸)面鏡的成像,希望能更具體找出實、虛像的位置。 首先在研究一中,我們利用19 片的鏡面鋼折彎成y= a x2 的拋物曲面,並尋找a 值與焦距f 之間的關係。結果發現a=1/(4f)。 接著在研究二中,以視覺暫留的觀念結合改良的視差法,具體測量凸面鏡的虛像位置。並以成像公式:1/物距 + 1/像距 = 1/焦距,推得像距理論值後,與實際測得的像距比較。 在研究三中,進一步研究凹面鏡所成的實、虛像位置。 最後的研究四是主要的創意設計。我們利用塑膠膜及漏斗自製一種可以任意調整凹凸的面鏡,並以LED 燈為光源,觀察凹面鏡所成的實像變化。而且可調式面鏡亦可作生活上的應用。

七巧板流傳種類探討

以七巧板組合中最基本的單位三角形,拼成其它不同單位的圖形;再利用這些不同單位的圖形,討論是否能拼出其他七巧板。從找出的七巧板裡面選出一種,我們稱「其它式」,比較「中國式」、「日本式」、「其它式」能排出的圖形數量多寡。

物換星移 折折稱奇

本研究利用幾何和代數的方法配合Corel Draw 繪圖軟體突破一般探索星形內角和公式的範圍,從直線星形延伸探討至折線星形。另外,使用GSP 繪製星形,用以呈現折線星形的動態漸變過程,且驗證公式的正確性。主要的研究流程及結果如下:1. 直線星形種類:首先,利用正N 邊形的外框,固定相隔L 點連線即可完成星形。經推理和實際連線的結果,最多可連出[(N-3)/2]種。2. 探討直線星形內角和的一般性公式:無論星形內部的層數存在與否,可證得任意N(L)星形內角和公式為S(N,L)=(N-2L-2)×180°。3探討折線星形的一般內角和公式:當星線為一個折點時,任意N? (L)折線星形內角和為S?(N, L)=Q? (N, L)-(2L+2)×180°,其中Q? (N, L)是折角總和。4. 在一個折點,且折角均相等的條件下,正N? (L,K)折線星形內角和為S?(N, L,K)=(NK-2L-2)×180°。其K 值的變化範圍(2L+2)/N ?K? 1+2(L-[L/2])/2,星形變化的範圍為正N 條放射線至正N([L/2] )直線星形之間,在這個變化的範圍中除了包含了不同層的直線星形([(N-3)/2]- [L/2]+1 種)外,層與層之間尚存在無窮多個星形。5. 當折線星形具 M 個折點時,一般的星形內角和為S?(N, L,M)=(N(1-M)-2L-2)×180°+ Q? (N, L,M) ;而當M 個折角均相等時,正N? (L,K,M) 星形內角和為S?(N, L,K,M)={N[MK-(M-1)]-2L-2}×180°。

與蟻共舞─舉尾蟻社會結構與蟻巢結構研究

舉尾蟻是台灣常見在樹上築巢的螞蟻,舉尾蟻的社會結構和其他的螞蟻類似,包括卵、幼蟲、蛹、工蟻、雄蟻、處女蟻后、蟻后等社會成員。舉尾蟻巢的材料是以樹枝纖維、碎葉、沙粒黏合而成,蟻巢的外觀通常是橢圓形,內層的巢室壁則較外層為厚,蟻巢中的巢室分配由內到外為蟻后、卵、幼蟲,工蟻則散佈在每一層巢室。舉尾蟻的聚落分配是以一樹一聚落為原則,同一聚落的舉尾蟻會表現出利他和友善的行為,不同聚落的舉尾蟻則會表現出敵意行為。

節能、減碳、綠精靈--環保減碳機的探討與設計

原本去年只是為了清除水族箱中常見的絲狀藻,卻無意間發現它豐富的光合作用色素,今年正好廢物利用,針對絲狀藻與綠藻,設計了水藻減碳機。為了提高減碳的效率,針對水藻種類、數量、水流循環型態、光照強度等變項探討後發現: 1.由變項間的交互作用,推論出水藻減碳的經驗公式 2.根據經驗公式,依最佳組合,設計出節能的水藻減碳機 3.再充分利用太陽能,改良為天然、環保(無碳)的水藻減碳機 最後經由實測發現,水藻減碳機不僅可以提高減碳的速度達8.37倍,過程中還能達到完全零碳的目標。小兵立大功,把CO2完全清除了!

偉大的工程─泥蜂媽媽的育嬰房

84 年 9 月 25 日上午 10 時打開體育器材室大門,赫然發現門角邊有一個被門撞破的土塊,土塊邊還躺著數條毛毛蟲,大家很好奇;那到底是什麼東西?是誰建造的?毛毛蟲為什麼跑來這裡?…… 一大堆問題也隨之產生。我們也去查詢許多資料,只知道這可能是一種狩獵蜂的窩。國內目前為止還少有人對牠詳細研究,於是我們在老師協助下開始探討,希望能為這些問題找到答案。

星星的禮物

約在5000年以前美索不達米亞地方,有一群巴比倫尼亞的牧羊人過著逐草而居的游牧生活。他們在牧羊的流浪生活中,每天觀察閃爍在夜空中的星星,久而久之,就從星星的動態中看出了很有規則的時刻與季節的變化。 他們將較亮的星星互相連接,並從連接而成的形狀去聯想各種動物、用具或甚至他們所信仰的神像等,並為它們取名,於是創造了所謂的星座。 在三維的宇宙中,處於同一星座的恆星,在多數情況都是沒有甚麼關係的,它們只是剛好在同一視線,而其實它們之間可能相距很遠──「如果我們身處銀河中另一太陽系,我們看到的星空將會完全不同。」 為了實現這個假設,我們透過國小高年級的課程中所運用的星座盤為起點,試著利用數學的理論,以數學軟體Geogebra做出一個立體星座盤的基礎模型。我們依下列的過程完成我們的科展: 1. 以向量來表示平面的點坐標。 2. 建立一個動態的平面直角坐標軸。 3. 利用動態的平面坐標進行作圖。 4. 將平面直角坐標系推廣,建立空間中的直角坐標軸。 5. 利用投影的原理,建立以螢幕的呈現為主的動態三維直角坐標。 6. 利用搜集到的資訊,建立立體的星座模型。 7. 利用圓的參數式,做出一個天球。