全國中小學科展

國中組

電!電!電!-電解、電解質、電池相關問題之探討

電解質的種類很多,在電解的過程中它們會產生什麼反應呢?另外因鋅銅電池使用鹽橋來幫助導電,鹽橋兩端要塞棉花,棉花鬆緊對於導電會有何影響?電極距離、電解質濃度及溫度對於電解反應速率影響程度為何?本研究發現,含氯離子、鈣離子、鎂離子會參與電解反應,發生化學反應;離子粒子太大,如硝酸根離子,導電性則較差。棉花造成導電降低程度低於10%,半透膜造成導電降低程度高於10%;電極距離每增加1cm,導電度會降低4.7%;濃度每提升0.1M,導電度約略升高9.7%;溫度每升高10℃,導電度升高10%左右。

‘鈦’‘有’效了—TiO2降解水中有機物研究

工業廢水中含有許多酚化合物,如果不加以處理就直接排放,將會對整個生態環境造成嚴重的污染。本實驗主要探討二氧化鈦奈米光觸媒在紫外光的催化之下對水溶液中含有有機芳香族化合物的降解反應,利用分光光度計來測量幾個代表性有色色劑的吸收度與穿透率來了解其降解程度,水溶液中顏色若是逐漸變淡即可表示有機物已經被分解成其他物質,處理到合乎於排放的標準進而達到淨化水質的效果。 本次實驗中發現在有機物不被紫外燈強度破壞的前提之下二氧化鈦量的增加以及紫外燈強度的增加皆會使得反應速率增加。

我聽到 〝 超聲波 〞 了 ─\n超聲波拍音的研究

有一天,我陪懷孕中的阿姨到醫院做產檢,看到醫師利用“超聲波”,竟然可以穿過身體、透視內部,見到才剛成形的胎兒,實在令我百思不解。回到學校我迫不及待的和同學討論,我們都覺得十分好奇,便一起去請教老師。老師帶我們到實驗室,並且利用聲頻產生器、示波器及喇叭讓我們看到各種頻率的波形,並且聽聲音;頻率愈高,聲音愈刺耳,直到聲頻產生器上的刻度顯示大約 20000Hz時,我們竟然聽不到了,老師說這就是超聲波。為了讓我們能夠比較可聽波及超聲波的不同,老師接上第二台聲頻產生器,並把頻率調到大約 19900Hz ,原來那一台仍維持不變,原本以為只會聽到可聽波 19900Hz 的刺耳聲音,沒想到卻聽到一個 “低沈 ”的聲音,老師好像想到什麼事情似的,急急忙忙的從 199900Hz 調到 20100Hz ,這時,不可思議的事情發生了,我們竟然“聽到超聲波” 了! ?

未來明日之星-地下路段工程環保「車馳掣電」 (玩具四驅車激磁發電)

一、現況局部地下工程的開發(一)供水電地下化。(二)電訊地下化。(三)商業街地下化。(四)交通地下化。(五)污水處理地下化。二、未來局部地下道路工程的開發與應用道路地下化發電(環保能源)的探討。三、此單元活動(玩具四驅車激磁發電)(一)以構思探討說明未來地下化發電的一些概念架構、原理、應用與一些須考量因素等可行性。(二)用模型車子、軌道、發電組、地下化的設施來模擬探討,並以動態玩具四驅車模擬激磁發電方式來完成此作品。(三)透過磁鐵與各項發電組相互激磁實驗的數據來分析比較探討發電量(電壓、電流、功率)之間關係並作結論,可延伸應用於地下路段工程發電實用性的依據。

熱傳播的簡易裝置

在我們日常生活中,隨時隨地都與科學接觸;而學習科學的過程,必須建立在觀察與實驗上;若僅僅限於閱讀課本與聽取講演是不夠的。而一般人常認為要觀察輿實驗需有專門的儀器與設備,若沒有此等設備,就無法做實驗了。常我們學完物理第三冊第十二章熱的傳播之後,我們知道在日常生活中和熱有關的地方實在太多了,何不利用日常生活容易取得的物品來做實驗呢?以達到「廢物利用」的目的,同時亦可達到「生活即教育」的目標,不要將實驗僅限於實驗室的儀器與設備。

參觀自來水廠回來後的省思

在國中二年級理化第一冊第三章講到空氣與水對人類的重要性時,有取材自台北市自來水事業處水躍池、遲流池、混凝池等一般自來水廠處理自來水的流程圖,使我們聯想到供應台中縣市、南投、苗栗、彰化等中部地區用水的豐原給水廠。我們幾位同學便央求老師帶領實地參觀豐原自來水廠,並取回七筒水樣,展開了一系列飲水問題的探討。

滾滾紅成

嘗試澳洲 AMC 從競賽題出發,探討一正 n 邊形中的一點在單位圓內滾動,及一正 n邊形的繞一正 n 邊形滾動軌跡,發現該軌跡均會產生奇妙的循環規律。接下來推廣探討圓形其他的規律,發現若將一單位圓去繞另一單位圓或其他由單位圓組成的幾何圖形,探討其滾動軌跡,並探討在何種情況該單位圓繞回原出發點時會和原圖相同,從研究中得知所繞全等圓圖形與旋轉圈數和邊長所需個數的關係,如:『邊長為 3的全等圓正方形』其旋轉圈數是 2+4(3-1)/3=14/3圈,此時和原圖不同,而回到原點且和原圖相同邊長所需個數則為 3k+1(k?N)等。另外,『繞一間隔大小等於圓直徑的全等圓圖形』是指從第一個圓開始逆時針滾動,若接觸到另一個圓時則往反方向繼續繞圖形滾動,依此類推,探討圓心所繞的軌跡型態及長度繞一間隔全等圓圖形,發現其圓心軌跡型態存在著規律性,且圓必繞回原點。最驚人的是,應用我們的研究結果於許多商業用途,並創造出寓數學於遊戲的「多功能滾滾樂尺」。

「振動實驗器的製作」與研究

(一)暑假參加科學研習,教授讓我們實地操作,來暸解一些物理現象,讓我們感到興趣的是有關波動(振動)現象,如( 1 )藉由示波器而瞭解聲音振動的週期性和二維簡諧振動。( 2 )梅爾得實驗:藉電振音叉與繩的振動而瞭解駐波與共振原理,其中波速的計算還是由一個我們不瞭解的公式 而得。因為我們只瞭解 v = fλ以求波速。 (二)在物理課本分子模型中讀過一個模型:粒子周圍都有 6 個粒子,且其間引力以彈簧相連接示意,我們想知道該粒子到底是作何種運動? (三)由以上研習營的活動和設計實驗,我們決心自行設計一個新的機械式的振源,又能改變振動的振幅,又能改變振動頻率的振源,又能直接測量頻率,來進行一連串的振動實驗。

國王的新衣-小紅姬緣椿象的研究

本實驗在以小紅姬緣椿象生活史中的觀察記錄,發現其身體各部長度與齡期的關係 、長短翅型態差異的原因及不同生殖方式為研究主軸。我們改良目測體長估計年齡的測量方式,改用電腦影像測量小紅姬緣椿象的身體各部位長度並加以比較來估計,分析實驗結果後發現小紅姬緣椿象的齡期和各部位長度皆呈現高度相關,經由計算平均值後發現各部位長度隨齡別的增加以 1.2 的比例增加。小紅姬緣椿象的成蟲型態有長翅和短翅二類,我們以五齡若蟲羽化後其成蟲的型態與數量,經長期觀察與統計後發現,長翅和短翅型態實驗比例平均為 5.53:1,但因不同季節有不同的長翅和短翅型態分布比例以適應環境,我們在小紅姬緣椿象生殖實驗中也發現長翅雌蟲的每日平均產卵量約為短翅雌蟲的 1.38 倍(3.73/2.71)。實驗觀察原本我們認為單雌生殖的卵在飼養盒中無法孵化,但是由於實驗中椿象產卵太多飼養盒不夠,我們臨時使用培養皿和保鮮膜放置卵,這個改變使得部分單雌生殖的卵孵化,我們覺得這和報紙中報導關於蟲卵在塑膠密封的彈簧床中孵化一樣(參考資料六),值得再深入研究。

百里飄香熱情酒-探討百香果皮製造酒精的可行性

百香果為埔里重要農產之一,果肉製為加工品剩餘果皮被丟棄。本次實驗以百香果皮為材料,探討其製造酒精的可行性,我們發現百香果皮含水率高達80%,富含果膠不易乾燥而造成環境汙染,我們將乾燥百香果皮經泡水、加熱及添加酸、鹼、果膠酶、纖維素酶處理後,測量還原糖含量及經發酵蒸餾後測其酒精濃度,結果發現經添加酸鹼及酵素處理後還原糖含量均有明顯提升,經加熱處理後的酒精濃度較高,接著我們將百香果皮發酵時做降酸的處理,發現經加熱再添加果膠酶及纖維素酶後,發酵蒸餾測得酒精濃度可達8%,我們將其進行三次蒸餾,酒精濃度可高達75%具防疫消毒作用,發酵後的剩餘殘渣,可作為肥料及製成生物炭,改善環境並提供農產品附加價值。