全國中小學科展

生活與應用科學科

稀碘液與漿糊的妙用

本研究一開始利用稀碘液測試食物的變色,發現稀碘液與澱粉類食物產生交互作用後會變成紫黑色,我利用此特性測試紙餐具中是否含有澱粉,結果發現餐具不但含有澱粉,還含有防腐劑,所以我建議大家多用環保杯。不僅如此,利用稀碘液和澱粉的交互作用,發現了稀碘液可以修正許多物品,如:木盒子、眼鏡、假牙等。

抓得住太陽的水透鏡

想要提高太陽能電池效率因而製作水透鏡加在太陽能電池上,利用凸透鏡聚光效果來增加效率。水透鏡的優點是可以改變焦距、方便耐久。過程中自製水透鏡並設計實驗平台測量不同塑膠膜片透光度、水透鏡聚焦特性、水透鏡增加光功率效果、水透鏡增加太陽能電池輸出電壓實驗以及實際在戶外陽光下測試水透鏡對增加太陽能電池效能的影響。實驗結果發現:光功率最高的膜片為EFTE膜;灌入不同水量可改變水透鏡的焦距;在焦點時光功率最大;焦距越短光功率越強。加上水透鏡後提升電壓輸出增加20.4%;單位面積電壓輸出更達原來的248.1%。戶外實測結果顯示天氣晴朗時,水透鏡使效率大幅增加,最大可達192%,平均亦可達84%。因此加上水透鏡後確實能增加太陽能電池的輸出效率。

歃氧為錳-攪拌排氣排水重量縮減自動記錄器之研發應用

二氧化錳催化雙氧水備製氧氣的實驗中,本組改良傳統排水集氣法,設計重量縮減裝置延伸電子天秤之量取範圍,可每0.1s 記錄一次數據,突破前人的平均速率測法,進而得以比較催化反應中初始速率之差異。本組經實驗發現4mL 以內的雙氧水,二氧化錳經實驗結果與人為考量,當用量3g 時可兼具催化效果及環保減量之目的。而二氧化錳的回收處理以鹼洗的成效最佳,催化劑替代方案則以薑末最佳。

「浮」搖直上

本研究是有關浮力的具體探討及儀器的設計。首先在研究一中的自製儀器是主要的創意設計,其中運用帕斯卡原理、微調觀念、表面張力的破壞及結合注射針筒、T字接管和單向止逆閥等製作電腦化偵測儀器及同步進水系統,進行標準化實驗。我們利用生活科技結合實驗原理,使我們更具體了解進行實驗中的數據變化進而達到完全體悟阿基米德原理。接著在研究二中,具體探討浮力和排出液體重量的關係,發現相關係數高達0.99。在研究三中,探討物體所處深度與浮力的關係,結果發現當物體未完全沒入液中則深度與浮力的關係成正比,但若完全沒入後則物體所處深度與浮力的關係成正比,但若完全沒入後則物體所處深度與浮力無關。在研究四中,發現物重並不會影響浮力(同學常常誤解此觀點)。而在研究五中探討同體積物體在不同密度的液體中浮力的關係,結果是密度越大的液體所產生的浮力越大,證明液體密度是會影響浮力(且成正比)。最後在研究物體在兩種不相溶的液體中所測的浮力,結果情況較為複雜。

Ready set go!轉,轉,轉

我們知道,當物體在運動時會有一些因素影響到物體運動的結果。為了製作一個能運轉最持久的陀螺,我們開始研究哪些因素會影響到陀螺運轉的時間。利用自製的發射器及紙陀螺,我們發現重心、本體面積、質量分佈都會影響陀螺運轉的時間; 除了目測外,陀螺旋轉的軌跡及連續快速拍照來觀察陀螺是否穩定旋轉?最後從比較分析市面上的陀螺驗證本研究是可以應用在生活上達到娛樂及教育上的功能。

閃電二號--水平感應發電機之研究與應用

水平感應發電機是一個結構簡單的發電方式,如何使水平發感應電機產生最大電力,並\r 將發電的電力應用於生活上,本研究主要的內容,磁鐵排列方式能產生電力,線圈圈數與發\r 電力大小、線圈的大小與發電,線圈的形狀與發電,漆包線的粗細與發電,磁鐵與漆包線距\r 離與發電大小,磁鐵數量轉換次數與電量大小,線圈的串並聯的應用以增加電力的大小,磁\r 鐵磁力大小與發電量,線圈中加入鐵塊所產生的電力大小,水平感應發電機應用在腳踏車的\r 照明。

普降甘霖-區域性焚風防制系統的可行性研究

焚風在台東地區造成果樹表皮焦黑、無法成熟等影響,也讓心苦栽種農產品無法賣出,農損相當大。因此我們想設計出經濟有效的方法,能在焚風到達果樹之前做出預防性的措施。由實驗結果發現,在焚風未達果樹之前可以做數道灑水系統,灑水間隔越密越能降低溫度並增加溼度,加上果園內的灑水系統就能有效降溫。另外也發現,前一個區域經過灑水之後對後一個區域也有降溫的效果。

終極目標-萬獸之王曲軸、連桿、後腳組合的探討

在這個研究當中,我們設計並製作完成一部手工機械車模型。實驗該車曲軸分別在 0.5、1、1.5、 2 、2.5、 3 公分,連桿在9、10、11、12、13 公分,後腳在 3、3.5、4、4.5、5 公分各種組合對速度及拉力所產生的影響。並用 GSP(The Geometer’s Sketchpad) 繪圖模擬來驗證其結果之可行性。在拉力部份,原始實驗(前後腳底加日式止滑墊)由於與底面積摩擦力不足,實驗數據無法忠實呈現拉力。於是我們決定在軌道上貼砂紙並用以下四種方式來做實驗(1)在四腳上各加一個電池 (2)在四腳上加電池,在後腳底貼上橢圓形橡膠軟墊 (3)四腳加電池,後腳做關節且加大腳底面積 (4)四腳加電池並鋸短四腳,且加大腳底面積。實驗數據顯示在曲軸、連桿、長度改變及後腳孔位置高低改變時,拉力會隨之增加或減少。本研究歸納出下列結論:曲軸越短,速度越慢,拉力越大。連桿越短,速度越快,拉力越小。後腳孔位置越高,速度越快,拉力越小。

回收紙大改造-自製環保紙黏土的研究

本研究是以紙黏土為主題進行探究,目的在於:1.瞭解紙黏土的基本製作方法及特性;2.找出影響紙黏土柔軟度和延展性的因素;3.比較不同配方製作出來的自製紙黏土乾燥後的差異。 研究結果發現:1.紙黏土除了紙以外,還需要添加玉米粉、高嶺土、黏著劑及油才能製作而成,我們的配方為紙漿55g加入40g玉米粉、40g高嶺土、60g糨糊及1.5茶匙嬰兒油;2.紙的種類、添加粉、黏著劑、黏著劑的添加量、紙漿和黏著劑比例、高嶺土和玉米粉比例都會影響紙黏土的柔軟度和延展性,而嬰兒油的添加量則不會影響;3.所有自製紙黏土乾燥後重量剩下約原本的一半,除了表面較多裂紋、顏色偏黃或灰之外,其餘和市售紙黏土相似。

我的手電筒一直有電喔!

台灣位於颱風、地震頻繁的地區,1999 年的921 大地震更是令人震撼。大家是否有手電筒用到一半就沒電;颱風、地震斷水斷電時,無法充電;電池缺貨時,無法使用手電筒、收音機呢?我們利用廢棄的玩具、家電中的馬達及其零組件與淘汰的蓄電池,組裝出實用的手搖發電手電筒。我們將馬達當作發電機使用,正好逆向操作:1.「電動機」變為「發電機」。2.「高轉速轉換為低轉速」變為「低轉速轉換為高轉速」。我們的作品有:1.手搖發電單一小LED 燈泡手電筒、2.手搖發電三顆小LED燈泡手電筒、3.手搖發電19 顆小LED 燈泡手電、4.手搖發電蓄電一顆大LED燈泡手電筒、5.手搖發電蓄電三顆大LED 燈泡手電筒、6.手搖發電蓄電三顆小LED 燈泡手電筒。我們所使用的大部分材料都來自廢棄不用,本來要回收掉的電器。廢棄物的再利用,化腐朽為神奇,運用一般家庭電器的故障品再生成實用的手電筒或其他有用的物品。推展這樣的觀念與做法,既省錢又環保。