全國中小學科展

生活與應用科學科

揭開達文西「蜜」碼

從偶然巧遇養蜂達人,便一腳踏入蜜蜂的神秘國度,探索了採蜜的過程、瞭解蜂蜜的種類與特性、養蜂人家的辛勞等,想不到蜂蜜也有CNS 國家認證的一套標準喔!藉由一系列抽絲剝繭的實驗,我們瞭解為什麼有這麼多不肖商人要製造假蜜牟利,也學到可以從蜂蜜的外觀、透明度、香味、成分標籤、結晶的細膩度、酸鹼度、葡萄糖比例、花粉數量、泡沫的多寡與持久度等等指標來辨識蜂蜜的真假。入寶山,我們收穫滿滿。利用簡單的電路設計出好玩的自動辨蜜機,再也不擔心買到不好的蜂蜜了。

真假蜜姊兒

藉由這次的科展機會,我發現想要買到純正的蜂蜜,是可以透過一些科學的方法來辨識的。首先,可以從外觀的色澤、黏稠度、結晶情形、氣泡多寡與大小、有無雜質、沉澱物及標示等來辨認蜂蜜是否為假貨;再者,利用測定蜂蜜的酸鹼值、葡萄糖比例等,也可知道蜂蜜是否純正。經過這次的研究發現:所謂的一分錢一分貨並不是完全正確的,有時是花冤枉錢買到人造蜂蜜,令人懊惱不已:從今以後,可以買到純正的蜂蜜,應該是此次最大的收穫吧!

無敵艦號-水中惡霸的剋星

福壽螺不斷的啃蝕農作物,對農業造成很大的危害。如果我們能主動去捕捉福壽螺,清除螺卵,必可達到抑制的效果。我們觀察福壽螺的習性,知道牠們最常出現在灌溉用小水溝後,希望能以方便又有趣的方式大量捕捉,於是討論想要製作一艘適合航行於水溝,能捕捉福壽螺的船。本實驗探討船體與承載重量的關係、動力對船速的影響、掃除器對清除數量的作用、網子對捕捉數量的影響,最後製作『無敵艦號』,並且改進它的缺點。改良後的『無敵艦號』,捕捉福壽螺和清除福壽螺卵塊的成功率提高了。 我們並且讓船在學校的池塘裡航行,不但可以當個稱職的『水中清道夫』,清除水中落葉,還可以拯救寒流來襲時,池塘裡的孔雀魚兒,真是一舉兩得。

犯罪現場-指紋的秘密

本實驗是針對不同物件上的指紋所進行的研究。主要以粉末法與硝酸銀法、碘燻法呈現不同材質上的指紋,並將指紋置於不同環境中,觀察指紋殘留時間長短,結果發現物件材質會影響指紋的殘留時間;另外,我們也收集了不同年齡層與性別的指紋,觀察指紋呈現情形與殘留時間長短,結果發現年齡對指紋的呈現與否影響很大,這應該是年齡影響指紋上分泌物多寡所造成的結果。此外,我們發現布料上的指紋極難呈現。

空氣對流多功能應用

1. 電視新聞常見垃圾抗爭問題,使我聯想到房屋建築,為防止太陽熱\r 能進入,必須採用隔熱材料所引發之環保及防火問題,雖然與因一\r 般日常生活產生之垃圾所引發之垃圾抗爭無直接關係,但我想只要\r 此隔熱材料產生之垃圾日益增多,遲早會發生處理困難與抗爭問\r 題,讓我心想如果可以不使用隔熱材料而可以隔熱不是很好嗎?\r 2. 當我看到中華民國大氣層保護協會之會訊在討論CO2 與CFC 之排\r 放問題時,向我父親詢問隔熱材料之材質與來源,才知道隔熱材料\r 大部份為塑化材料,為達到有良好的隔熱效果,就必須發泡,發泡\r 劑都為CFC 類產品,該類產品會破壞臭氣層,塑化材料之來源為輕\r 油列解,以前常見高雄市楠梓區後勁地區居民抗爭,就是為了反對\r 五輕之興建,以前我不知道為什麼抗爭,現在我知道了,原來輕油\r 列解是一種高污染、高耗能源的工業,所以才受到反對興建,且電\r 力能源若取自火力發電,又是一種CO2 的排放及空氣污染的重要來\r 源之一,所以電廠的興建同樣遭當地居民所反對,也因此更堅定我\r 研究不使用隔熱材料的決心。\r 3. 有一次到同學家,他家樓頂有增建,用的是鐵皮搭建,雖然使用隔\r 熱材料,但仍甚悶熱,那時我靈機一動,若能使熱氣排出不就涼爽\r 了嗎?又看到電視新聞報導,又九二一災區臨時鐵皮教室熱的問\r 題,更讓我感同身受,由此引導出我研究的方向—空氣對流。\r 4. 九二一震災,震出了我的靈感,當初我非常納悶,這麼堅固的大\r 樓 — 板橋博士的家、台北松山東星大樓為什麼會倒,思索多日,\r 由各媒體報導,得知是建築結構與偷工減料的問題,但為什麼倒的\r 全部都是混凝土結構的大樓,而非鋼骨結構的大樓,後來經請教建\r 築界與資料收集,才知道鋼骨結構之抗震能力較強的關係,但鋼骨\r 結構使用的牆壁都是吊掛式,有一次參觀發明展,有一發明人設計\r 一輕質水泥,說如此可減少結構費用,又一發明人設計一種吊掛壁\r 板,材質使用的是隔熱材料,不符合環保,政府又一直在宣導環保\r 觀念,我靈機一動,思索著要如何設計一個既輕又符合環保之壁板,\r 當時我正在研究散熱屋頂之設計,當時對空氣對流研究到有一相當\r 成果,於是將散熱屋頂設計移用到璧板,發現效果不佳,引起我繼\r 續深入研究改進的興趣,經多次之實驗,才發現兩者之理論是互通\r 的,但結構是不同的,後來也提出專利申請,在很短的時間便被核\r 准發明專利,經延期半年公告,於今年二月十一日已在專利公報上\r 公告了(見專利公報),這是我生平第一項專利,而且又是發明專利,\r 所以我非常高興。\r \r 5.在台北市停車場火災,由電視報導見火之大,消防車灌水無效,真\r 是可怕,讓我想起有一次登山郊遊時,見一農夫在山坡地燃燒雜草\r 堆時的景象,起初農夫要點燃雜草不很容易,但當點燃不一會兒功\r 夫,火之旺,所引起風之大,情況類似,那時我只是想是空氣對流\r 的一種現象,新聞報導是什麼煙囪效應,我不懂,當東科大樓火災\r 時,由三樓延燒到十六樓,大家又再說煙囪效應問題,於是我又回\r 想到三、四年前,父親帶我到台南貝汝參觀商展,有一家廠商在展\r 示焚化爐,當在開始點火,火並沒有那麼容易就點燃,可是當點燃\r 後,火開始燃燒,起初火不很大,但不久火就愈燒愈大,在那時候\r 站在爐門前,就會感覺有一股強大的風被吸入爐內,而火燄則很大\r 的往煙囪竄升,這時我才意識到什麼是煙囪效應,且此時我對空氣\r 對流之研究已有相當之成果,因此我就知道煙囪效應為空氣對流的\r 一種表現,電視新聞又報導屏東縣有一間土地公廟,信徒燒金紙給\r 他時,金紙會一張一張自動跑到金爐內燃燒,信徒都說土地公會自\r 己算錢,非常相信土地公有靈,事實上也是煙囪效應所產生空氣對\r 流的結果,於是引發我對煙囪效應問題研究之興趣。

「竹筷槍」的研究、改良與推廣

將社會科、鄉土教材的民俗童玩項目,結合自然科「力」的單元,以「竹筷槍」為主題,展開橡皮筋對力的表現的探討。再將橡皮筋彈性的探討結果應用到「竹筷槍」的設計及改良,並進一步研究如何推廣「竹筷槍」的方法。

水能覆「車」,亦能載「車」-防水災「可拆卸組合式隨浮力升降停車位」研究與設計

我們南部沿海地區遇颱風季節,很容易發生水災,生命財產損失慘重,為了防止泡水車,我們規劃一連串的實驗與研究,並設計「可拆卸組合式隨浮力升降停車位」,製成模型和原型,並在泳池中試驗。設計實驗先在容器裡加水,再把切割好的保利龍放到水裡,然後放上不同重量的砝碼,測量看看不同重量的砝碼,保利龍會下沉多少,計算出它的承載重與下沈量的關係。再根據數據算出最適合尺寸的保利龍塊製做停車位原型,並用泳池試驗,把沙灘車放在停車位上面,慢慢的把水加進去,看看放了沙灘車的保麗龍塊是不是真的會浮起來。

微風六型水族冷暖過濾整合系統

本研究主要目的在於設計一套環保節能、價格低廉且維修方便的水族整合系統。因此我們針對市面上常見的水族設備進行優缺點分析,並且從冷卻、過濾與溫控三大方向進行研究與改良。實驗過程有以下幾點重要心得與發現:小型水族系統可採用致冷晶片(Thermoelectric Cooling, TEC)作為冷卻機的冷卻核心,其整體表現優於傳統壓縮式冷卻機;致冷晶片的「熱面」散熱越好,「冷面」致冷力也越好;致冷晶片雖然運作電壓越大時,降溫幅度越大,但最佳經濟模式為在電壓12V下運作;致冷晶片在室溫越高的情況下運作,冷卻效果越好;致冷晶片搭配電子式控溫器,水溫控制的精確度較高,但也因啟動次數較多,造成晶片故障率提高;我們所研發的「微風六型不鏽鋼冷卻平台」為升降水溫的最佳介面;「微風六型水族冷暖機」搭配「側面強制過濾+底部過濾」的過濾方式將可適用於所有的水族養殖系統;「微風六型水族冷暖整合系統」採模組化設計,維修容易、價格低廉且環保節能為值得推廣的水族整合系統。

測量因你而容易,數學因此而有趣

先畫出各種直角三角形並比較發現當某角度相同時,不論對邊、鄰邊或斜邊長固定,其對邊除鄰邊的比值皆相近成正比,我們可以鄰邊長×鄰邊長/對邊長的比值,求出所要測量的高度。再配合雷射光束導向性佳的特性製作可調角度的測量器,不僅較以往省時省力,也克服測量時地面空間狹窄及測高建築物的困擾。又自製可測空間距離測量器,透過兩端雷射光源的交會,順利測得不易丈量的空間距離、不規則物體的高度、深度,無需皮尺作為底部丈量工具。且運用在測量河面寬度、樹的最大直徑、觀測月亮高度、水平?測上…。並利用拆下聚光凸透鏡片的雷射筆可將物體清楚呈像的特性,配合一根頭髮,加裝在測具上後,可明顯觀察到0. 1 度的刻度,提高了精確性。

酸鹼性、溫度對蛋的影響及應用

國中生物課本第七章蛋的構造,使我們知道蛋的性狀都不相同,蛋的外觀及內部的色澤、凝固強度差異極大。我們吃的酸蛋、皮蛋、水煮蛋、溫泉蛋,是否受到溫度、酸鹼性的影響?是否蛋浸泡不同酸鹼溶液及加熱會影響蛋黃、蛋白的色澤及凝固性?激起了我們的興趣而去深入研究探討。