全國中小學科展

國小組

「柚」〜「果」然來電!

進行水果電池實驗時,蒐集相關文獻得知,大部分水果電池測得電壓相差不大,產生電流也不大,心想也許是不同水果電池的內電阻太大而影響發電效能,因此嘗試加入不同角色添加物減少內電阻,及碳化電極延長電池壽命等,提升其發電效能,進行一系列實驗發現: 一、大部分芸香科水果果汁產生的電功率較高,其中葡萄柚汁電池發電效能較佳。 二、以40mL葡萄柚汁加入60mL石花凍液比例,製成「柚見石花凍電池」的發電效能最佳。 三、以赤血鹽水溶液加入葡萄柚汁,能降低「柚見石花凍電池」內電阻提升其發電效能。 四、將電極片鎂鋁片碳化,能延長「柚見石花凍電池」的使用期限 。 五、應用改良之「碳化柚見石花凍電池」能製作易攜帶、電力持久的「柚時鐘」。

泡「湯」過後-礁溪溫泉之探討

本研究從地質組成之調查與實驗操作,探討礁溪溫泉之形成,了解礁溪溫泉區地底的原始溫泉,是順著四稜砂岩的節理和斷層湧出沖積扇,形成平地溫泉。 再經由得子口溪調查和測量活動中發現,得子口溪中、下游,因地底砂石、泥沙等沉積物的孔隙較大,溪水會滲到地底下再流到地勢較低的礁溪溫泉區內。經測量,最大的下滲量為0.338 m3/s,下滲率為0.2594mm/s。 再透過分析2013年礁溪監測井之資料,了解礁溪溫泉泉溫的特性後,設置「礁溪溫泉」模擬裝置,以進行抽取溫泉井之泉水實驗,藉此了解大量抽取溫泉是否會造成礁溪溫泉區泉溫下降。 最後,分析2009年~2013年,礁溪溫泉區監測井之資料,以驗證上述「礁溪溫泉」模擬裝置抽水實驗的實驗結果,分析結果發現,礁溪溫泉區監測井,自2012年起,泉溫均有下降的情形。

碳為觀阻墨名其妙-碳究石墨線的各種導電特性

本研究從四年級上學期自然與生活科技領域中「燈泡亮了」的單元出發,想找出影響「石墨線」導電特性的因素。探究各種特性發生的原因,最後歸納出各種原因對應的因素。 我們發現用鉛筆畫出的石墨線的長度、厚度與硬度都會影響石墨線的導電性,也發現畫線用的力道不同也會影響導電性。因此我們設計了壓力筆,使每一筆的用力程度相等。最後歸納出影響導電性的原因。我們利用一年的時間完成「石墨導電性」研究,發現這個研究是既有趣又有創意的,值得我們付出時間、及耐心去探索。

赤心守護-自製紅外線警報器之探究與應用

本研究從紅外線警報器優化、安裝、環境等變因探究感測效果尋求應用時達最佳效果。研究發現: 一、優化探究:發射器以電阻R1並聯、感測器以電阻R10串聯及升壓設計,可提升警報器功率。 二、安裝探究:警報器安裝高度對感測距離影響極小,紅外線垂直牆面感測效果較佳,串接雙紅外線設計,可提升感測範圍達市售警報器的120度。 三、環境探究:(A)環境顏色需考慮入侵者衣色,紅衣最易感測到,黑灰花衣最難感測到,兩者感測距離差2倍,地板顏色對感測距離影響極小。(B)環境照度黑夜與燈光下感測距離差距很小,背光屋簷下感測距離是黑夜的1.3倍;陽光下警報器無法運作,盼未來學得程式、晶片等專業可解決陽光干擾困境。(C)天候會影響感測效果,晴天優於雨天。

探討菱角澱粉糊化性質及晶球化作用

菱角有豐富的營養素,但高含量直鏈澱粉圖礙澱粉被應用的機會,本研究在探討不同烘乾溫度做出的菱角澱粉特性,以及了解添加海藻酸鈉和乳酸鈣產生的菱角晶球特性,希望對菱角晶球了解可以提供菱角粉被加工利用的機會。研究發現烘乾溫度越高,得到菱角澱粉顆粒越小,糊化溫度提高,黏度下降。添加海藻酸鈉除了可延緩生菱角粉的沉澱、增加糊化後黏度值、更能減少老化現象。正向晶球作用可做出實心的菱角晶球,0.25%的海藻酸鈉濃度,得到的晶球成球性最佳。菱角晶球在溶液中保存的效果各有不同,浸泡在純水或鹽水中,晶球會變重變軟;浸泡在糖水或酸性溶液中,晶球會變輕變硬。反向晶球做法雖不利晶球成形,但仍可形成不同口感的菱角凝膠。

多此一舉?後車窗雨刷存在必要性之探討

休旅車的後車窗傾斜角度大,常有雨刷的配備,但是在我們的想法裡,玻璃傾斜角度大,水滴容易受地心引力影響往下滑落,所以應該是傾斜角度小的一般房車才需要後雨刷。 我們自製器材來探討玻璃傾斜角度與雨滴大小的關係,還有風力大小、玻璃塗料對雨滴滑落的影響,並設計問卷了解開車者對後雨刷的使用習慣。 研究後發現,所謂的防撥水玻璃塗料不是減少水的附著力,而是增加水的內聚力與附著力,形成完整水珠待夠重時以不留水痕的方式滑落,但在細雨時,水滴不夠重無法滑落,需要雨刷幫忙。 實驗得知,風小時,在不同傾斜角度的後車窗均可量到風力,但是風力大對傾斜角度大的後車窗沒有帶動雨滴下滑的作用,結論是當風大,雨滴小時才需要用到後雨刷。

黏土會唱歌—利用自製導電黏土搭配電子材料製作音樂黏土可行性之研究

從導電黏土的製作原理,意外發現利用電阻差異製成的音樂鉛筆玩具,於是激發想像力要製成音樂黏土電子琴。本研究企圖尋找製作導電黏土與絕緣黏土條件,並利用材料組合的電阻差異製作音樂黏土電子琴。研究發現,1. 自製導電黏土是可行的,比較不同的電解質,加鹽是比較好的選擇。2. 導電黏土採用中筋麵粉且不需加糯米粉較佳。3. 絕緣黏土的則適合加入糯米粉,並以橄欖油取代水。4.以導電黏土與絕緣黏土,搭配簡單電子材料可完成發光電路。5. 以IC NE555P製作音樂黏土加微量的純水調音,可有效增加黏土發聲音頻範圍。6. 用arduino可程式化將電阻值轉換成音頻的方法,能穩定發出固定音階,能製作音樂黏土電子琴。

樂齡長者食尚老人家-探討高齡長者後牙齒列狀態對於咀嚼生理機能的影響

台灣已經邁入高齡社會,「青銀共居」是一個時下熱門的討論話題,我認為達到「青銀共好」更是我們要努力的目標。本研究以關懷高齡長者為出發點,探討年長者牙齒「咬合對數」、「咬合力」與咀嚼功能之間的關係,希望能藉由計算牙齒咬合對數對咬合力與咀嚼功能作一快速精準之評估。實驗結果發現,後牙咬合對數的多寡與咀嚼時間、咀嚼次數、和咬合力有高度相關;增加後牙咬合對數會大幅縮短咀嚼時間和咀嚼次數,也會顯著地提高咬合力。日常生活中我們可以藉由評估長者後牙的咬合對數,約略推估高齡長者的咀嚼功能,設計出適合他們的美味菜單,讓長輩們能吃得健康、開心。

罩得住-虹吸鐘排水速度與虹吸拉力之研究

魚菜共生系統中,植床內常有虹吸鐘的設計,當植床水位過高時,能透過虹吸鐘將水排出,但排水速度若太慢,則會因為注水速度太快而導致植床淹水,使水淹出植床,想解決這問題,除了改變注水速度外,也可從調整虹吸鐘排水速度的方式來進行。根據研究,通管內徑、出水管長度和出水角度會影響虹吸鐘排水時的虹吸拉力值,使得虹吸鐘排水速度有所差異,而進水縫隙、罩子內徑和罩內通管高度雖然不會影響排水速度,但是在虹吸鐘裝置中都有各自的功能。最後我們總結各實驗變因的結果,設計了一個能隨時調整進水縫隙、罩內通管高度和排水速度的虹吸鐘裝置。此外,也解決了當虹吸鐘通管內徑太大會使虹吸現象消失而無法將植床內的水排出的情形。

「救命」的安全平網~降低落下人員傷害的設計

當球落下至安全平網時,彈簧秤、繫繩角度,以及網面都會有變化。我們先製作不同設計的安全平網網體,利用彈簧秤測量繫繩拉力,再利用雷射筆反射軌跡法測量球落下的衝擊力,並利用Arduino連接超音波測距器來測量網面下陷程度,驗證雷射筆反射軌跡法的準確性。再來我們利用球的位置變化來算出有、無安全平網時的衝擊力,並用透明塑膠球裝顏料水觀察受力情形。實驗結果如下: 一、球由越高的高度落下,衝擊力越大,水的震盪越明顯。 二、衝量越大,衝擊力不一定越大。 三、有安全平網時,會比直接撞擊桌面、軟墊還安全。 四、理想的安全平網是以較有彈性的材質做為邊繩、外圍框架撐平網面、繫繩數量較多、適當大小的網面,以及網孔稍小為佳。