全國中小學科展

生活與應用科學科

洗衣轉轉轉

我們的實驗目的主要是探討市售洗衣球的洗衣效果,瞭解其特性,進而利用容易獲得的材料製作各種自製洗衣球,嘗試看看哪一種洗衣球洗衣效果最好。至於洗衣效果好壞的評定,是將污水對照色卡的顏色,及測量量筒深度直到看不見底部「+」。洗衣球的主要功能是增加洗衣球和布的碰撞機會與製造擾流大小。經由實驗證明,市售洗衣球中水晶洗衣球洗衣效果最好,但是價格很高。自製洗衣球則是兩個瓶蓋反黏、乒乓球打 14 個洞、細吸管洗衣效果最好,而且這些都是隨手可得的免費材料。

煙捉不住我

當火災發生時,樓頂門的開或閉,對煙的移動路徑及速度是否有影響,必須視下方樓層是否有開窗而決定;住家門打開的方向,與開窗狀況的改變,會影響部分住家的逃生的時間;而火災發生的樓層,可以影響不同住家的逃生方向;唯有熟悉煙在不同狀況的行進路徑與速度,才能在慌亂緊張中,救自己及家人的命。

火焰的挑戰者

常常在新聞報導中看到火災的肆虐奪走了許多寶貴的生命,這都是因為防火素材及阻燃織物的使用不夠普及的緣故,因此我們想要自製最佳的安全防火素材。在實驗 A~F 中選擇了三種不同材質的布料分別染上生活周遭垂手可得的溶液去燃燒,看看哪一種比較耐燃。接著在實驗 H 中將前面燃燒時間超過 2 分鐘的布塊再燃燒三次比較其著火前的時間,找出最不容易著火的布塊。而在實驗 I 中將前面沒有燒完的布塊再燃燒三次,比較其剩下布塊的大小找出不易燃燒的布塊。最後在實驗 J 中使用飽和溶液去浸泡不同材質的布塊,看看結果如何?我們發現從不斷的實驗嘗試中,一塊普通的絨布染上適當的溶液,確實能夠達到防焰阻燃的效果。

防蝕專家 - 聚苯胺

聚苯胺導電高分子的發展蓬勃迅速, 其應用也愈趨廣泛, 金屬防蝕為其可能應用之一。台灣四面環海, 工業發達, 造成金屬腐蝕損害嚴重。本文為探討聚苯胺導電高分子在鐵系金屬防蝕上之應用, 針對以下各點進行研究:( 1.) 探討導電高分子聚苯胺性質與合成方法( 2.) 探討聚苯胺導電原理( 3.)測試不同腐蝕條件下聚苯胺的防蝕效果( 4.)探討聚苯胺防蝕原理( 5.)各種氧化還原態聚苯胺防蝕效果之比較。實驗結果顯示塗布聚苯胺與未塗布聚苯胺之鐵系金屬( 生鐵、不鏽鋼、鍍鋅鐵)在3﹪ 氯化鈉、0.5M鹽酸、1M 鹽酸鹽酸溶液中之腐蝕狀況, 以鹼式中間氧化態聚苯胺( Emeraldinebase)最具防蝕效果。聚苯胺防蝕機構包含阻隔防護、腐蝕抑制劑、陽極保護、惰性化、形成保護性氧化物薄膜、阻礙離子擴散速率、電化學介面遷移等機構。\r 英文摘要:\r The development and application of the conducting polymer polyaniline is getting prosperous and popular. One of the applications is corrosion protection. Because Taiwan is surrounded by sea and the pollution of industry is more and more serious than before, the damage of corrosion is greater and should be properly controlled. In this paper, the authors attempted to study the effect of the corrosion protection of polyaniline in ferrous metal. This study could be divided into four parts: (1) the study of the property and synthesis methods for the conducting polymer polyaniline, (2) the conduction theory of the polymer polyaniline, (3) The corrosion protection effects of the polymer polyaniline under different corrosion situations, (4) the corrosion protection theory of the polymer polyaniline, and (5) the comparison of the corrosion protection effects of various polymer polyanilines. According to the experimental results, the Emeraldine-based polyaniline gets the best corrosion protection effect. The mechanism of corrosion protection may be the result of the following ones: barrier protection, corrosion inhibitor, anode protection, innobeling, chemical active layer, inhibition of diffusion rate, and the shift of electrochemical interface.

壓縮空氣動力引擎(車)

我們做出一部只吃空氣就能動的車子,使用壓縮空氣來取代燃油,推動活塞,使引擎運轉。 壓縮的空氣系統就如同一個超大型電池,能儲存綠能及廢棄能,太陽能、風力、車輛的制動力、振動力、工業鍋爐廢氣能皆能轉換成壓縮空氣並儲存能量。早期氣壓動力機多應用在礦坑、化學工廠等易產生爆炸的場所,以取代電氣馬達。我們研發了壓縮空氣為動力的引擎,讓壓縮空氣使用在交通工具上,因為,壓縮空氣引擎幾乎不產生熱能,作動過程非但沒有廢氣的污染,且排出的氣體是低於大氣溫度5~20℃的冰冷氣體,可引導至車廂內代替空調,直接排出亦可以降低大氣溫度,壓縮空氣動力車可說是一種極具環保概念的作品。

黃豆的「膜」法-探討豆漿膜的特性及其應用

豆漿加熱後表面會浮出一層膜,在加熱豆漿的過程中,小的蛋白質片段飄出、重新排列組織,在溶液表面形成膜,本研究在探討將其應用於面膜的可行性,在85℃烘箱中靜置,有助於蛋白質分子斷裂,也避免沸騰,而製調出平整的膜。調整靜置時間可製出不同厚度的膜,比較發現膜愈薄,愈具密封性;對水分、甘油吸收力佳,可保濕;對抗壞血酸、蛋白質吸收力佳,可補給養分。加鹽製膜又可提升各能力,在這些特性中,豆漿膜勝於OGUMA(品牌)的面膜紙。 本研究發展DIY面膜方法,將蛋清、維他命C或甘油配成保養液再將膜浸入即可敷臉。實際測試結果也發現是有緊緻、保濕效果的。在膜的保存部分,建議密封或冷藏,若暴露在空氣中,保存期限不長,容易造成生菌數過多。

創新式食用油快速檢驗法之研究

新聞時常報導速食店食用油採傳統檢驗法酸價過高,而此檢驗法常有爭議,總極性測試是國際公認的方法,但測試時間很長。因此我們運用食用油長時間加熱後,產生的極性物質,經學理探討分析,得知會提升油的介電係數。我們分別用兩種植物油進行實驗,以三種不同溫度(150℃、175℃與200℃)加熱,加熱一百小時,分時間取樣。將取樣油做兩項測試:一為酸價檢測、另外自製以油的介質電容感測器,計算出油的介電係數,證實食用油長期加熱劣化產生之極性物質與介電係數的關連性,我們參考總極性測試定義油品劣化公式,定義介電係數增加率做為更換油參考數值,依據介電係數增加率公式,設計一簡易判斷檢測裝置,而此法僅需幾分鐘即可得知結果,並且可以重複使用。

動力新觀念-腳踏『氣』車

處在二十一世紀,身為萬物之靈的我們,數百年來都在快速地耗用地球上的能源。科學家表示,生活中動力最主要的來源——石油,即將耗用完畢。因此,各個研究人員無不積極尋找所能使用的替代能源,凡舉氫氧電池、利用鈾原料的衰變而發電等等,都是他們的成果。但是,這終究只是「替代」能源而已。時間一久,難道不會耗盡嗎?有沒有一種能源是能夠反覆使用、取之不竭的呢?它環繞在我們的四周,也避免地球受到外來物的入侵。它,正是每天伴著我們,使我們能夠繼續生存的「空氣」。利用空氣,解決能源危機,如果同時能夠健身,一舉兩得,有那該有多好哇!於是,我想到了結合腳踏車和空氣動力,並與師長加以討論,展開一連串的研究。

我們都有「對號入座」嗎?〈國小課桌椅研究〉

今年我們由三年級升上四年級,發覺我們的身高長高了,椅子好像變矮了。坐起來都不\r 太舒服,大家都一直找適合自己的桌子和椅子。同學也發現桌子和椅子旁邊有各種不同顏色\r 的色柱,我們都只是用來吊掛書包和抹布,很少注意其真正的用途。因此我就請教老師桌子\r 色柱的真正用途,並上網查詢有關國民小學課桌椅規格,發現到圓柱色彩有乳黃色、土黃\r 色、茶色、淡藍色、藍色、深藍色、紅色。不同的顏色代表著不同的型號,型號方面還有\r 110 型、115 型、120 型、130 型、135 型、140 型等6 種,而且也有配對的椅子。所以我覺得\r 每位同學都要有適合自己的椅子和桌子,並且能了解課桌椅的型號是否適合自己的身高?因\r 為沒有適合自己的課桌椅,容易長期姿勢不良易造成各種肌肉與骨骼的病變,也造成學生近\r 視與近視惡化的原因。

號角響起-多多號角製作與聲音研究

我們利用廢棄的養樂多罐子,加上簡單的皮膜、發音管等構造,學習製作簡易樂器。從這個有趣的實驗活動,進一步改變樂器的構造來作為變因,探究養樂多號角能夠發出何種聲調頻率的聲響。研究結果發現發音管的長度決定聲音的頻率高低最為關鍵。此外皮膜的材質及鬆緊也影響聲調的頻率高低。另外我們也探討了瓶子的形狀、發音管的材質對音色或響度的影響,得到許多有趣的發現。