全國中小學科展

國小組

環保淨水器

去年夏天的颱風帶來大量的雨量,讓石門水庫水變得十分混濁,所以停水停了好久?下了大雨怎麼反而會缺水呢?新聞說化學藥劑明礬可以淨水,但是加太多對身體不好,所以我希望能找到既環保又有效的淨水方法來解決這個問題。並且設計了一個自製濁度計來測量辣木淨水的程度,並從實驗中不斷改良,讓它可以很清楚的顯示出溶液的濁度。在淨水效果的測量中發現許多事情:1. 辣木淨水的功能比明礬的效果好,而且辣木粉是天然無害又可大量取得;2. 辣木和明礬的淨水效果,跟粉末的比例以及泥水溫度有很密切的關係; 3. 不是所有的植物種子粉末都具有淨水效果;4. 泥土的顆粒愈細,辣木淨水的效果愈快也愈佳;5. 設計製作的環保淨水器具有良好淨水效果。

怎樣做的風箏飛得高

去年老師帶我們去青年公園,看見一位學生拿著自己做的風箏,在草地上玩,放得很高,於是引起我們研究風箏的興趣。為了了解風箏怎樣才能飛得高,飛得穩,我們開始研究風箏製作的訣竅,大家把不能用的掃帚柄,劈開做風箏的骨架,把家裹的零頭布拿來貼在骨架上,再用棉線綁著。我們帶著自己做的風箏到國父紀念館試放,不料卻失敗了,於是請老師指導我們研究風箏的奧妙。

蝦缸剋星之三角渦蟲的生態習性及防治對策

蝦缸中除了養蝦子外,也時常可看到其他小生物。水族缸中的小生物以白線蟲、扁螺、小渦蟲和三角渦蟲最為常見。我們想知道這些小生物對蝦子的影響,因此將牠們和蝦飼養在一起,其中以三角渦蟲組中蝦子死的數量最多,且存活的蝦子皆有活動力下降的現象,甚至發現三角渦蟲會攻擊活的蝦子導致其傷亡。所以我們將三角渦蟲進行觀察,發現牠們可存活的溫度範圍較蝦子廣,且喜好黑暗環境。此外也發現三角渦蟲的三樣特殊行為:攝食行為、群聚行為及再生行為。針對以上我們探討如何防治三角渦蟲,發現使用藥劑和溫度改變法、手動清除法皆無法當作有效的方法,因此我們自行設計捕捉器,發現使用雞心作為誘餌最適宜,但投入捕捉時間不宜太長,以免汙染水質。

方之律動--方格板上的「斜」正方形

先從正方格板著手,再延伸至長方格板,探討如何從其中找出繁複的「斜」正方形的總數。在尋找中,我們利用統計表的規則性變化,歸納發現存在一個規律性,進而找到一個算出「斜」正方形總數的公式。在老師的引導之下,我們學會了平方和,然後將公式簡化,終於找到了一個最簡的公式1/12(2N-M)×(M-1)×M×(M+1)。我們也可以從長方格板邊長的「差」快速算出長方格板或正方格中(N-M=0)的「斜」正方形總數。

海洋救星–水中漂浮垃圾回收桶

這次研究的目標是製作一台能收集、過濾水中漂浮垃圾的裝置,而且是整天不斷藉由水流自動收集垃圾。 為了珍惜資源,我們把不用的沉水馬達放進密封箱,在箱上鑽出排水、吸水孔,藉由排水時造成密封箱裡壓力降低,產生吸力。 吸水口的垃圾過濾罐是沉在水面下,當馬達把過濾罐裡的水抽空,池水就會流進罐子,在罐子周圍產生瀑布水流,把垃圾一起帶進去。我們還設計了防止垃圾從罐子裡跑出來的「自動開關蓋」,也加入了方便收取垃圾的「兩段式設計」。另外我們也測試出,過濾罐直徑約11公分、吸水口沉入水中0.5公分、用流量大的粗水管,可以讓收集垃圾有最佳的效果。 最後我們也到生態池實際測試,看到漂浮的垃圾順利流進我們的裝置,真的是太開心啦!

空氣炮的密碼

科學攤位上的空氣炮引起我們的好奇心,於是和同學開始研究如何做出威力較大的空氣炮,實驗發現: 1. 空氣炮內的氣體形成「完全發展流」時,衝出的威力最大;若筒長太長,反而會因為筒壁的黏滯力使衝力變小。 2. 孔形越接近圓形,越能形成清楚的渦環,讓空氣炮的衝力變大,氣流移動距離較遠。 3. 拉力增加時,因為形成完全發展流所需的進口區變長,最佳筒長也會變長。 4. 在拉力2 kgw時,製作空氣炮的最佳比例為:「孔徑d:筒徑D:筒長L = 1:2:9 」。 5. 通常製作空氣炮時,桶子的筒徑和筒長已固定,以筒徑的46~51%做孔徑,也能做出衝力較佳的空氣炮。

我自橫罐七天酵,去留酒氣兩崑崙~探討酒精發酵之最佳條件

參觀酒廠之後,老師鼓勵我們用簡單的器材及方法進一步探討釀酒相關問題。我們配製葡萄糖溶液,並加入酵母粉發酵七天,操縱不同濃度、溫度、酸鹼性、鹽類、酒精添加量和食鹽添加量等變因,再以過濾、蒸餾、冷凝等程序來收集發酵作用釋放出來的酒精,並觀察測量酒度的變化,藉以探討影響發酵速率的因素。環境因子對酒精酵素活性的影響並非都是線性關係。主要是因為酵素成分是蛋白質,在環境溫度過高、過酸或過鹼、添加酒精或鹽類都會造成酵素結構改變影響活性大小,甚至失去作用,故根據本次實驗結果,得知酒精發酵之最佳條件為:葡萄糖水濃度約20~25%、溫度約22~30℃、弱鹼的環境、可添加少量食鹽、但不添加酒精及其他鹽類。

繩「紙」以「法」?紙繩應用在生活中

從媽媽用來裝點心的盒子的紙繩裡,讓我們突發奇想,設計製作一台有趣又新鮮的「自製紙繩編制器」。利用平常最常見的報紙、便宜又美麗的皺紋紙,編製許多的紙繩。從紙繩的長度、圈數、纖維方向、材質中進行載重量和拉力的實驗比較,並讓我們意外發現紙繩真的可以承受很重的東西。因此,我們如果利用看完的報紙、廣告紙、皺紋紙製成紙繩,應用在生活中,不但可以減少垃圾,而且說不一定可以取代塑膠製品,減少環境污染。最後我們將編製好的皺紋紙紙繩和報紙紙繩編製成許多日常生活的物品,有運動的、有裝飾的、有實用的穿著配件等;而且發現浸過亮光漆、蠟或白膠水的紙繩製品, 有的可以增加防水性,有的可以增加載重量。

綠色能源~竹炭 V.S.備長炭海水電池的探討

根據國語日報 96 年 1 月 5 日回收廢電池~小學生拯救地球的文章中,指出一顆廢棄的一號電池,丟棄在泥土中,流出的有害金屬,就會使兩張報紙面積大小的土壤永遠~死亡,永遠生長不出美麗的花草。一粒鈕扣電池就會使 600 噸的水無法飲用,相當於一個人一生的飲水量,對自然環境威脅很大,間接威脅到人類的健康。全球經濟發展,社會的進步和人口快速成長,使人類對能源的需求量有增無減,對能源的依賴程度也與日俱增。新型綠色環保電池近年來已投入使用或正在研製,所以我們希望能夠利用海水當電解質和鋁及無污染的備長炭和竹炭來做電池。我們自製的小型電池是屬於普通電池,將化學能轉換成電能的裝置。未來綠色能源,綠色生產技術和綠色產業等等,都將成為 21 世紀的新課題。

誰才是保麗龍的剋星

之前有研究已經證明麵包蟲會吃食保麗龍,但卻不知道俗稱麵包蟲的蟲到底是哪一種會吃保麗龍?效果又如何?藉由本實驗證明常被稱為麵包蟲的大麥蟲和黃粉蟲都會吃保麗龍,但以大麥蟲的效果較好。又在分解保麗龍時,將保麗龍裁成片狀有利於麵包蟲的食用、分解速度快;且保麗龍的顏色盡量以白色較有利於麵包蟲的取食。另外,還比較了這二種蟲對同為塑膠類製品的塑膠袋分解能力,發現這二種蟲亦會明顯吃食加了玉米粉粒的環保塑膠袋,更增加了這二種蟲在分解塑化類廢棄物的運用性,可作為我們環保的好幫手。