全國中小學科展

國小組

肺欲清環保雙電源空氣濾清器---機體設計製作與濾材分析研究

本研究設計出一台可以自製、環保具CP值高的空氣濾清機---「肺欲清環保雙電源空氣濾清器」。當日照充足時以太陽能板發電使空氣濾清器的風扇運轉;日照不足時,改以電池輔助空氣濾清器的運轉,以雙效環保的方式改良空氣品質的效能。本研究以國小自然與生活科技領域(四上)單元中的「太陽能綠色能源」為出發點,探討以電池、太陽能雙電源和日常廢棄物再利用的方式,製作出兼具環保並有效改善空氣品質的空氣濾清器。透過空汙鼻Mobile Nose 與配套之程式軟體,檢測空氣中的相關環境指數,探討不同材質的口罩對空氣品質淨化之效能。實驗證明,本研究自製的「肺欲清環保雙電源空氣濾清器」,能有效過濾並降低空氣中的懸浮微粒,是兼具綠能、環保的有效方案。

方便小猛爐

火箭爐可以高效率的煮食食物,可是外出使用時體積過於龐大,重量又重,因此我們嘗試用小金屬罐做出體積小、重量輕、方便攜帶、而且同要高效率的「小猛爐」。但是該如何製作、如何測試呢?經過許多波折,「方便小猛爐」誕生了!我們利用回收的金屬罐做成高效爐,免洗筷當燃料,給我們十分鐘,我們給你一碗香噴噴的米飯!

「風」來「聲」去— 風扇表面結構之降噪研究

風力發電是我們在澎湖常看見的再生能源,但風扇旋轉時帶來的噪音,卻限制了它的應用;要減少風扇的噪音,其中之一個要素是減少阻力,在本篇實驗中,我們從改變風扇表面結構,來從事減少噪音的研究。我們把高爾夫球表面的小凹,和鯊魚皮表面密密麻麻、交互排列的縱向凹槽,應用在風扇的空氣阻力上,發現絲襪和透氣衣在顯微鏡下的結構,類似高爾夫球表面的小凹;而白膠和皺紋紙,它們結構的共同特色,是在風扇表面形成規律排列的平行橫條紋,類似鯊魚皮的縱向凹槽,都可以達成降低阻力,從而減少風扇噪音,又不減少風扇功率的目的,另外,或許今後在設計風力發電或一般風扇時,可以考慮在表面蝕刻規律凹槽或刻紋,以減少噪音。

「杖視」不欺人-導盲工具進階版

二維碼在我們的生活處處可見,不僅比一維碼儲存更多資訊,我們還可以利用智慧型裝置讀取,快速又方便,我們想利用這樣的特點在導盲磚上設置二維碼,配合導盲手杖安裝智慧型裝置。我們挑選二維碼中的QR Code來進行實驗,先從QR Code的由來、基本架構和製作方式加以觀察試作,接著探討改變它的各項元素:QR Code的內容形狀、配色、遮蔽讀取情形,接著把QR Code轉換成貼在導盲磚範圍大小上進行研究,再加上安裝智慧型裝置在手杖上的距離與地面夾角的實際測試,歸納出安裝具有QR Code導盲磚,配合手杖上的智慧型裝置,讓視障者能用聽的就知道現在所處的位置資訊。

茶葉冷知識之渾不守色~探討紅茶的乳化現象

紅茶,是日常生活中常見而且是我們愛喝的飲料之一,偶然發現紅茶表面漂浮著一層酷似油的白色物質,覺得很好奇。後來拜訪茶葉專家、查詢資料也設計實驗,展開一系列有關紅茶乳化的探究與實驗,得到相關研究結果及建議如下: 1.會產生乳化現象的紅茶其實含有較豐富的成份,有機紅茶是不錯的選擇。 2.運用100℃或40℃之RO水以1:50或1:75的比例泡茶。 3.建議泡茶時可以多次拉動茶包,使茶葉在水中跳躍,釋出茶中物質。 4.維持茶溫或是讓茶溫急速降低,較不容易產生乳化現象。 5.從電解實驗得知:負極的茶水區比較有反應,我們推論茶葉中的兒茶素趨於和金屬離子產生反應,所以我們推論喝茶能有助於人體排毒(茶中的兒茶素能吸附人體中的不需要的金屬離子)。

太陽的時鐘 日晷研究

根據科學家的推算,太陽生成已經六十五億年了,地球的生成也已經四十六億年了,在這漫漫的時間長河中,太陽對地球的影響自然是不言可喻。古代的人類早早的就發現了太陽對地球的重要性,所以全世界古老的文明中,太陽都佔據了最重要神祗的位置。在那個沒有時間概念的年代 太陽日復一日從東邊升起西邊落下,這簡單而自然的規律也建立的人類社會發展最根本的基石,而在太陽日復一日東升西落的規律中,遠古的人類也建立了最基本的時間概念。 自然科學五年級的課程中介紹了太陽跟影子之間的關係,在課程中也提到了利用太陽來觀測時間的方法,但是因為課程進度的關係並沒有太深入的研究,所以我們希望通過這次的科展研究,以最基礎的方式來了解古人如何通過太陽規律的升落,建立了最基本的時間概念。

化〝澱〞成晶~謎團,米糰-探討漿糊變硬『筷』形成的因素

急速降溫冷藏是糊化前澱粉漿的最佳環境。單一澱粉糊化前加少量『酸、油』可加速糊化。雙澱粉混合直鏈含量越多加少鹼越無效果,顯示直鏈澱粉不易被溶出。直鏈澱粉堅硬易撞碎耐不同水溫、不同溶液,支鏈澱粉質軟不易撞碎。老化澱粉對含水量少的溶液和低溫冷藏可較長時間保持硬度。澱粉混合種類以糊化溫度相當,直鏈含量約25%~30%為佳;多種澱粉混合(三澱粉以上)、易糊化、高直鏈含量澱粉效果不佳。雙澱粉混合1:1飽和液加糖-直、支鏈澱粉溶出有限,加鹽-糊化不足,加5g食用小蘇打溶出直、支鏈澱粉最多,自然乾老化環境體積完整無裂痕,有利氫鍵形成晶體結構為最堅硬的天然無毒環保筷子,使用完可當飼料或作為調整土壤酸化的肥料。

步步高昇~爬樓梯機器人大解密

創作爬樓梯機器人時,我們先進行校園樓梯實測,發現學校樓梯高度介於13~ 17.7 cm,材質也不一樣,小組決定以學校數量最多的樓梯尺寸為基準,進行實驗。查詢市面上爬樓梯機器人的構造,發現車子的電力、扭力要夠大,輪子形狀至少3個輻條以上,前後輪的車軸距離要在兩個階梯的斜邊頂點以上,接觸點的摩擦力要足夠,才能避免下滑。 因此,小組決定將爬樓梯機器人原型設計成車子的結構,讓輪子能與地面有較多的接觸點,上方也可以載物,讓實用性提高。結果發現最佳組合: 1.車身設計:山型車身、彎曲角度130度。 2.車輪大小:車輪直徑>樓梯高度1.5 cm以上。 3.車軸設計:輪距前寬後寬、軸距>樓梯斜邊長+前輪直徑。 4.載重位置:身體前上方,靠近馬達10 cm處。

「蕨」妙珍寶~海葡萄

海葡萄藻除了含有許多營養素,口感猶如魚子醬外,其外型渾圓飽滿、晶瑩剔透,極具觀賞價值,開發為舒壓生態瓶成為本研究之動機。我們觀察不同營養鹽濃度、不同光照、不同溫度、是否換水之條件下,海葡萄藻生長的情形,結果發現,原海水不加營養鹽,不換水,放置室內窗邊,避免太陽直射的這一組及原海水不加營養鹽,每週換水,放置室內以四尺日光燈管照射9小時的這一組,生長情形最佳,可以有長達10週的觀賞期。

循環小數萬花筒

一、 分數:所有的分數皆能轉化成小數,可以分為「除得盡的分數」和「除不盡的分數」等兩大類別。 二、 小數:除得盡的分數可以轉化成「有限小數」,除不盡的分數可以轉化成「純循環小數」、「混循環小數」等三大類別。 三、 Scratch程式:將數字轉換成圖像,將360°依照數字0~9,分成十等份,順時針旋轉「36°×對應的數字」,這些圖像可以分為「相同圖形」和「同邊形圖形」等兩大類別。 四、 循環小數:循環小數包含「未循環數字」和「循環節」,分母因數分解後,2和5出現的次數會決定這個循環小數的類別。