全國中小學科展

國小組

倒亦有道

全校93.05%的同學無法將拖地水抬起倒入花台,研究各種移動水的方法後,發現利用非密閉式抽水幫浦可以解決這個困擾。 幫浦主要由2個逆止閥構成,我們以PVC水管加上逆止閥,製做出可配合水桶和花台高度、依身高訂作的各式抽水幫浦,其中以能固定在花台上的斜抽軟管幫浦最受歡迎;改用寶特瓶為原料,也能製作出抽水量大的幫浦。我們的自製幫浦比市售手動幫浦效率好很多,能將水移動到任何想流去的地方,或是抽充空氣。 實驗後發現,進水管高度短、進水口底部不可平整、活塞與外管緊密、閥門相對位置近、幫浦口徑大,抽水效率比較好。抽動的方法也會影響抽水情形,垂直抽水、抽動活塞速度快、次數多,先短距離抽3~4下,再長距離抽動,可使抽水效率提高。

「沙」氣騰騰-卑南溪風吹沙探究

本研究最主要是在探討卑南溪有效防治風沙的方法,因此經過實地的觀察後顯示,目前相關單位防治風沙的方法,共六種,但是當風沙揚起時,市區還是有風沙。因此,我們針對有效風沙防治進行實驗設計後發現:沙土含水量、風速、沙土的組成是主要揚塵的條件。接著,風切角度大小對沙土搬運作用的影響與沙土粒徑大小有關;我們也發現風對搬運量的多寡與沙土粒徑大小有關。最後,我們設計四種防治方法發現,防治方法以改變風切角度最佳,但是效果會受到導流板切口大小、導流板葉面角度及導流板擺放角度影響,而且導流板與沙土擺放的距離會影響風對沙土的搬運作用,在有效的風沙防治上,只要調整導流板與沙土擺放的距離,能有效減少揚塵,達到防治的效果。

「溫」「食」效應—溫度和食物對紅姬緣椿象發育期的生活史特性之影響

本研究探討不同的環境溫度、不同階段的臺灣欒樹種子和倒地鈴種子對紅姬緣椿象發育期的生活史特性之影響。我們發現,環境溫度的高低和種子的成熟度會影響紅姬緣椿象的各齡期的發育時間、發育數量、存活率和椿象壽命:在接近25度的室溫條件下,紅姬緣椿象的存活率和發育齡期的完整性較佳,相對的,環境溫度過低或過高,會影響椿象的存活率和發育齡期的完整性都會明顯降低;我們更發現,臺灣欒樹種子是紅姬緣椿象的主要寄主食物,所以不管以哪一種型態的臺灣欒樹種子飼養的椿象,發育狀態都比非主要寄主植物倒地鈴種子飼養來得更為完整,且發育狀態以臺灣欒樹未成熟種子餵食的椿象優於餵食已成熟種子的椿象。

呷二氧化碳ㄟ電池

本研究探討二氧化碳可以取代氧氣,當作空氣電池運作的氣體,並透過碳粉改質增加吸附二氧化碳的效果,提高發電效能,以研發鋁/二氧化碳電池。設計封裝灌氣的電池盒,測試在不同氣體環境中的發電效能;以蛋塔型電池比較不同碳粉的發電效能與其二氧化碳吸附力的關係;用微波膨脹脫層法和植物色素、化學吸附劑進行碳粉改質。研究發現在少量氧氣時,CO2可以做為空氣電池運作的氣體;備長炭、活性碳適用以化學吸附劑改質,石墨導電性佳,微波脫層後吸附CO2效果和導電性都更加提升,是做電池的好材料。最後研發平板型抽取式鋁/ CO2電池盒,在持續提供二氧化碳下,可驅動小型馬達,且能讓LED燈發亮達12小時。二氧化碳電池可同時將二氧化碳吸附與發電。

鋅鋁奇緣 Let it go

本實驗目的在討論空氣電池中不同的組成與構造,能達到最佳的發電效能之研究。課本上提到在形成通路的電路中,電池本身提供電力讓燈泡發亮,若用其他材料做成空氣電池,是否也有普通電池的發電效能?首先,選擇不同種類的金屬片做為空氣電池的負極,究竟哪種比例與種類的金屬片能有最佳的發電效能?在找到最佳種類與比例金屬片的同時,也探討濾過膜的種類對於發電效能的影響。再者,不同酸鹼性的電解液,是否會影響發電效能?最後,我們選擇了5種自動筆芯當作電極,觀察不同的活性碳棒,對於空氣電池的發電效能是否有不同程度的效果。

「葉」「銅」學來殺菌

本研究利用葉綠素卟啉環內的鎂離子置換成銅離子來處理硫酸銅廢液,鎂銅離子的置換目前均使用萃取法,本研究透過實驗確認可以使用葉片的原型來置換,大大減少了廢液處理手續。除了具有表皮蠟質的葉片置換速度較慢,其他葉片結構皆不影響。透過比色法計算出移除率,加上硫化鈉檢驗,確認此方式可以完全去除銅離子。檢測置換後的葉片在土壤中與不同pH值的水中,銅離子皆不會再度釋出。 藍綠菌是有葉綠素的微生物,實驗發現藍綠菌鎂銅離子的置換速度優於陸生植物,間隔三天在優養化水域倒入0.05%硫酸銅溶液,15天後水域濁度下降到4NTU以下,水生動植物則不受影響。利用葉綠素鎂銅離子的置換可以處理硫酸銅廢液,還能去除藍綠菌,可以說是一舉兩得。

『題西林壁』新解-應用鐵磁流體作為磁力線觀測器之研究

本研究主要是利用鐵磁流體作為顯現磁力線的工具,希望能對各種磁力特性深入瞭解。研究發現:鐵磁流體感應磁力產生錐狀凸起之特性較鐵粉更易量化分析磁力變化現象。若是磁力線方向和鐵磁流體表面垂直時會看到產生錐狀凸起現象;磁力越強,則錐狀凸起現象會越密、越短。若是磁力線方向和鐵磁流體表面平行時,則看不出錐狀凸起,但可以從鐵磁流體分布範圍推測,越集中但厚度不高則代表磁力越強。研究中也發現磁鐵加鐵片時,磁力線最密集的位置移到磁鐵和鐵片接縫處,此處磁力明顯增強。而通電線圈中間插入鐵棒形成電磁鐵,鐵棒端點磁吸力增強的原理和磁鐵加鐵片後磁力增強的原理相似。鐵磁流體錐狀凸起在距離磁鐵越近時會越短越細,排列也越密集。

實用顛倒蛋之最佳製程研發及創新機台製作

去年地區科展已經成功找出顛倒蛋的製作方式,其缺點是煮蛋的環節需要一個人一直不停的翻轉蛋,從今年的結論可看出已改進了,其中: 結論一:顛倒蛋製作步驟中的「煮蛋」 的部分自動化(機器在P。12) 結論二:找出快煮爐煮顛倒蛋的模式(煮蛋時間及溫度表在P。24) 結論三:快煮爐煮顛倒蛋工具已著手申請專利 在顛倒蛋原理探討的部分,使用Photoshop將圖片二值化,得到蛋黃佔51。28%的數據(P。15),和去年地區科展報告推論的50%非常接近;更製作了流速檢測儀(P 。16),發現蛋白和蛋黃流速的不同,猜想流速不同是製作出顛倒蛋的重要原因。

造一座彩虹橋

生活中不可或缺的的陽光是由各種色光混合而成的,在光線進入另一個介質時,因各種色光前進的速度不同而產生偏折,當偏折的角度很大或經過兩次以上偏折後,各色光就分道揚鑣啦﹗這也就是我們俗稱的彩虹。天上的彩虹是因為陽光照射小水滴折射又反射產生的。 在偶然的機會發現魚缸邊出現絢麗的彩虹,讓我們對對彩虹產生濃厚的興趣,透過調整彩虹實驗箱遮光﹑水位高低及光源入射角度,還有使用不同色的雷射光的過程中,我們印證了在網路上搜尋到的資料及發現了各種變因對實驗結果的影響,也同時有了改造永安漁港彩虹橋原本夜間照明方式的想法。我們以繪製彩虹橋模型,並進行光線偏折投射的方式,來探討這個想法的可能性。

「磁」母「水」中線―排水口的廢水環保發電機

我們使用可再次回收利用的環保材料,用電磁感應的原理和銣硼強力磁鐵設計成小型的發電機,並且將這個小型發電機放在洗手台和排水口出口的地方,讓水流帶動發電機來再次利用水流而不會浪費。我們先比較了線圈粗細、圈數、長短、層數的磁力哪個比較好,發現圈數最為重要,因此選擇直徑0.2mm的線圈,可以纏得圈數最多;再接著比較200圈、400圈、600圈和800圈的電壓、電流,發現600圈效率最高,並發現600×8的線圈設計,最高可產生2.3伏特的電壓;最後我們使用了不同片數、角度的扇葉,以及不同高度的水流位置,找出最有效的發電方式,希望以體積小、效率高的優點,將來能使用在各個排水口的環保發電能源。