全國中小學科展

國中組

氫氣爆炸及其安全教具--巧易做

每當遇到有關氫氣的理化實驗,就十分頭痛!不僅需準備大水槽及廣口瓶以排水集氣法收集,收集好的氫氣欲點燃檢驗時,更是擔心火柴會燒到自已、甚至有爆炸的危險。因此我們試著運用常見而經濟的材料,設計一個理想的裝置,提供教師自行製作,隨時隨地可在課堂上演示,且在最安全的前提下,讓學生能清楚觀察氫氣爆炸的威力,打破一般氫氣實驗需在實驗室進行的刻板印象。

洋蔥表皮細胞質流動的觀測及影響變因之探討

一般研究細胞質流動常以輪藻或水蘊草為材料,因其葉綠體會隨著細胞質流動,觀察非常方便。可是常探討環境因子的影響時,則會涉及光合作用。洋蔥常用作為觀察表皮細胞的材料,經亞甲藍液染色後,細胞核特別清楚。但我們經多次測試後發現以適當濃度的紅色六號色素、石蕊或溴瑞香草藍溶液處理的洋蔥表皮細胞,卻可觀察到明顯的細胞質流動,而且取材方便,又可避免光合作用之干擾,乃以它們為材料,進行研究。

風從哪裡來-從太陽風及日冕拋射物質探討太陽系的磁場

本研究為探討太陽風粒子與日冕拋射物質之振盪性及關聯性,建立太陽風來源的可\r 能模型。研究資料來自NASA 的SOHO衛星資料庫中太陽風粒子及日冕拋射物質觀測記\r 錄,數據計有2000年到2006年太陽風速度、密度資料59434筆及2000年到2005年日冕\r 拋射物質發生位置角、最大角寬度、能量7244筆。經由移動平均濾波法及時序分析,藉由\r 分析振盪週期及關聯性探討,得到三點結論: 一、太陽風及日冕拋射物質均有週期振盪\r 的現象,兩者振盪有一致性。 二、日冕拋射物質現象會直接影響太陽風通量密度變化。 三、\r 太陽風的來源有三種:穩定的弱噴發源、半規律性90度結構的次噴發源及日冕拋射物質\r 所形成的強噴發源。

海倫家族三代同堂大蒐祕

從國中的幾何出發,利用角平分線的比例性質,發展出子直角三角形的理論,並利用此理論,加以延伸與推廣,發展出海倫家族邊長的比例解。

凍結pm2.5

上一屆作品「pm2.5遠離我」,探討如何藉由通電的金屬網吸附pm2.5,達到約32%的過濾效果,這次利用冷凝的方法來降低pm2.5的濃度;大約可以平均降低63.4%左右;過濾時, 大氣中水氣相對濕度愈大,過濾效果愈好;測量被吸附的水滴中,含有更多空氣中的雜質;最後探討在室溫不冷凝的狀況,只用水過濾,過濾效果仍有37%,這可以減少因為冷凝而耗費的能源。在密閉空間中自然蒸發樟腦油或是薄荷油等,即使氣味濃烈,偵測不到氣味分子的數值,但是加熱使蠟燭蒸發或是燒2張A4紙、線香,都使密閉空間中pm2.5數值飆高至危險值的10倍左右,幸好用水或甘油過濾都能有效降低。

磁性樹脂來連矽-磁性離子交換樹脂之探討

本實驗中的氧化鐵(Fe3O4)先以水玻璃(矽酸鈉)包覆在其表面,可避免其在受到酸鹼的腐蝕,由於表面帶電的影響,在pH值為7時,SiO2在Fe3O4表面膠結的效果最好,包覆過SiO2的Fe3O4可穩定與離子交換樹脂結合,使離子交換樹脂具有磁性,經外加磁場將之與廢液更有效的分離,磁性陽離子交換樹脂對溶液中的Cu2+、Zn2+、Cr3+,進行吸附時,發現在pH值5至7時,對上述陽離子有很好的吸附效果;當溫度及磁性陽離子交換樹脂質量增加,也可增加吸附的效果,三種金屬離子的吸附效果則是Cr3+>Cu2+>Zn2+。磁性陰離子交換樹脂對溶液中的甲基藍及甲基橙進行吸附時,在pH值6至7時,對上述陰離子染劑有不錯的吸附效果,溫度及磁性陰離子交換樹脂質量增加,也可增加吸附的效果,兩種陰離子染劑的吸附效果則是甲基橙>甲基藍。

「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。

太魯閣重點地形探索

假日時,父母帶我去太魯閣遊玩,父親不時為我介紹:「這兒叫布洛灣,是河階地形、這是曲流、這是U型河谷…這一切都是由立霧溪切蝕、堆積而來。」不過我十分懷疑:一條小小的溪流怎能雕塑出如此壯觀的景象?何況,太魯閣內岩層大部份為堅硬的大理岩及片麻岩,若只靠溪水的沖刷,真能造成如此深的河谷?而高聳的布洛灣、酉寶河階又是如何成形?為了更清楚知道太魯閣地形的形成概況,於是便誠著設計一些實驗來探討。

砂子比熱的測量

對比熱大小不同的物質加熱,比熱小的物質溫度上升較快。當比較水與砂子受熱後溫度上升的難易時,除了考慮比熱大小不同外,另外,不可忽略水與砂子兩種物質的主要熱傳播方式並不同—水主要靠「對流」,而砂子主要靠「傳導」及「輻射」,水的「對流」對砂子的「傳導」要快,因此,對水加熱時,整體的溫度比砂子均勻,比砂子先達到平衡。本研究主要從水、砂子加熱過程溫度分佈情況做起,進一步利用水的「對流」傳熱較快的特性,以水與砂混合求砂子的比熱,更進而利用水與砂子的不同比例混合物(加熱後溫度較均勻)與不同溫度的水混合,檢驗砂子的比熱,並與前述結果比較。最後,對定量的水與砂分別加熱七分鐘後,停止加熱,從兩者各處的溫度變化,推測水與砂子的熱傳播的快慢。

絕不「廁」退

雖然現今科技一日千里,但是仍有需要改善的地方。例如捲筒衛生紙,別以為是一條長長的紙捲在一個其貌不揚的紙筒上就很方便使用。當需要扯斷廁紙時,人們必然用雙手才能做到。所以對於手部肢障的人來說,這個動作便變得困難了。因此,我們因應日常使用雙手扯斷廁紙的原理,運用手邊所能獲得的資源,從各項實驗活動的進行中,製作出一個能協助手部肢體障礙人士使用的自動給紙器。將生活中常見的現象做科學化的實驗和解釋,讓師生們不但可以得到解決問題的能力,更能將團隊合作的精神發揮到極致。本次的研究活動為發現日常生活周遭問題、找出解決方法。希望能藉由探究的活動,嫻熟科學探討的方法,並經由實作過程獲得科學知識和技能,進而結合科技來解決生活中的問題。