全國中小學科展

佳作

垃圾變黃金~廚房裡隨手可得的滅火器

牡蠣殼、蛤蜊殼、蛋殼、蜆殼等廚房裡的廢棄生物殼都含有碳酸鈣的成分,它們和酸性溶液反應都會產生二氧化碳。酸性溶液的酸度越高,廢棄生物殼產生二氧化碳的量越多。在相同的酸性溶液裡,廢棄生物殼粉以牡蠣殼粉和蛋殼粉產生的二氧化碳量較多,蛤蜊殼粉次之,蜆殼粉最少。廢棄生物殼粉顆粒越細,產生二氧化碳的量越多;廢棄生物殼粉量越多,產生二氧化碳的量也越多。以600ml容積的汽水瓶,設計一個廚房裡最佳比例的二氧化碳滅火器,無論酸性溶液為何,和廢棄殼粉的調配滅火30cm距離最少比例均為小蘇打粉<泡打粉<蛋殼粉=牡蠣殼粉<蛤蜊殼粉,這與廢棄生物殼粉所含的碳酸量多寡有關。

廢棄電蚊拍回收應用

電蚊拍因電源開關故障而導致不能使用,我們往往就將電蚊拍器丟棄,其實只要稍加修理改裝即可拿來做靜電實驗。國中課程曾簡單介紹靜電學,為了進一步研究這課題並讓學生可作中學,我們利用回收廢棄電蚊拍加以改良組裝成教具,並設計以下幾個實驗組:電蚊拍電壓測量 、尖端放電、靜電除塵器、電子風、靜電單擺、電子風車、靜電馬達。以幾個元件簡易組合即可做數個靜電學實驗,這是我們主要創意。

抗UV福音

本研究利用紫外線光度計以及簡易自製觀測裝置,探討影響太陽紫外線輻射遮蔽效果的相關因素。實驗方法為使用材質及顏色不同的布料,以及材質不同的紙張,使用自製裝置觀察紫外線光度計的數值,並比較觀測地點高度及陽光照射角度對紫外線數值的影響。實驗結果說明,影響紫外線遮蔽效果的原因包含布料顏色、布料材質、厚度以及太陽照射角度,而地面的紫外線遮蔽數值較222公尺大樓頂端紫外線數值低。此外,本研究自製之觀測裝置,具有操作簡單及結果容易觀察之特點

百年謎蝸—員林盾蝸牛 Aegista inrinensis 發現誌

直至今日,員林盾蝸牛Aegista inrinensis是全世界唯一以我們家鄉「員林」命名的生物。但自1906年研究者於員林鎮發現並確立其模式標本後,員林鎮至今再無任何採集紀錄。可能因為研究者少、採集地未涵蓋員林地區以及相似種間的鑑定不夠明確而導致誤判。本組由文獻、採集記錄中得知近百年來員林盾蝸牛的採集地點多集中於桃竹苗地區,且研究者極少,合理懷疑員林鎮仍存有員林盾蝸牛。依照環境及人為干擾程度在員林鎮設立九個樣區,進行調查後,在森林棲地中發現二十隻員林盾蝸牛,顯示員林尚有員林盾蝸牛。此外,本組以自創X光透視圖做為分類依據,將員林盾蝸牛與其相似種做形態上的詳細比較,進而建立盾蝸牛屬之蝸牛的檢索表。

磚切鑿器

本次作品「磚切鑿器」利用剪力原理、鋼構特性以及橡膠的吸震原理及其特性進行研究,讓磚塊切面平均受力,再利用瞬間剪力切磚,在這樣的構想之下,多次的研究、討論以及嘗試才做出這次的作品,這次的作品不僅可以讓磚塊有平整的切面,安全性也比傳統的方式高,另外在切磚的過程中也不會產生污染,而且維護及維修簡易,移動性高也增加了使用的實際性,過程中也不會產生許多的公害,可稱作是綠色工具。

大「撤」大「霧」-防霧探討與應用

在這次的防霧實驗中,我們調查了家鄉漁民常用的防霧方式、澎湖常見植物的防霧效果與探討日常常見的防霧妙方。從簡易測試與透明度分析儀的結果來看,我們發現天然防霧塗料對「玻璃」能有效的防霧,但是對「壓克力」材質的介面並沒有明顯的防霧效果;日常的化學防霧材料對兩介面都有不錯的防霧功效。

QQ 果凍--洋菜凍的彈性

本實驗是『讓洋菜替彈性說話』,藉由自製之儀器來測量洋菜凍的形變情形,利用洋菜凍來探討虎克定律和楊氏模數之彈性問題。實驗過程中發現洋菜凍在室溫下凝固,易造成內部濃度不均勻,於是,我們利用0℃的冰作冰水浴,改善此濃度問題。由實驗數據分析得知,相同濃度的楊氏模數並不是常數,而與長度、面積、體積及形狀有關,並推測楊氏模數的常數和面積及長度成線性關係。再者,我們發現壓縮洋菜凍時,圓柱狀的洋菜凍其形變輪廓為均勻變大,而三角柱、正方柱與長方柱的形變卻有不均勻的圓化現象,由此不均勻變大之輪廓,設定一內部等效彈簧模組計算,可說明上述三種柱體的變形有趨向於較低彈力位能之趨勢。

「排」出學問來~探討各種不同因素對排水孔排水的影響

一個課堂上的流水實驗,引發了我們的好奇心,針對排水孔排水的情況加以探討,進而討論水流的運動及觀察漩渦的產生,有了一些發現,希望能應用在生活中。整個實驗研究獲得的結論如下:一、市面上排水孔蓋的形狀以水滴形孔及圓形孔較常見,大小以直徑7.8公分的為主。二、排水孔的樣式、孔的大小及數量、排水量的多少、排水孔的位置及有無擾動排水等都會對排水孔的排水造成大小不同的影響;其中以螺旋形樣式、孔不可太大、孔數量可以多一點為較佳的排水孔蓋條件。三、排水孔蓋的孔越大或數量越多,排水速度就越快;採用螺旋形樣是排水孔蓋的排水較快,漩渦也較快產生。四、水經由流動、碰撞、轉彎,使得產生旋轉而形成漩渦,一般所見都是順時針旋轉的。以上發現讓我們能應用在打掃積水時更有效率。以前在打掃積水時會有些做法不太對,我們常會一直往排水孔位置撥水,其實擾動會破壞漩渦,使排水時間加長。所以,當積水有漩渦時,應該不要去擾動破壞水平面;而當積水沒有漩渦時,才可以藉由擾動撥水,使水位增高後停止擾動,藉由較高水位使得比較容易產生漩渦,增加排水的速度。

樹上忍者-棉桿竹節蟲的生態研究

棉桿竹節蟲屬於幼年高死亡型。四季皆有成蟲出現,以春夏季最多,冬季最少。若蟲時身體環節有7 節,至5 齡起變為8 或9 節,節數不同是隨機而定。屬不完全變態,大約經過6 次的蛻皮後,若蟲可長出翅膀變成蟲。若蟲成長期平均為65 天,成蟲可活60 天以上。竹節蟲的複眼會隨著光線改變顏色。有清潔行為,具有負趨地性、有趨光性但不明顯。常見的防禦機制有雙臂舉起呈威嚇狀,或由胸前背板放出人蔘味,以及吐出微黃泡泡。光線顏色對體色變化有影響,綠光與藍光會使軀幹與步足的體色趨褐色,軀幹上斑點更為突起、明顯。但不同溫度對體色沒有影響。若蟲步足與觸角有再生的能力,但成蟲則無。雄性的成蟲,體長比母蟲小,腹部第十體節部分有突起。

「無患再起」─無患子的研究與探討

利用蒸餾法來處理無患子萃取液,可以有效改善無患子萃取液在使用上所遭遇到的難題。在無患子萃取液中添加皂基,可促使皂化成皂塊,皂基含量對無患子皂塊成形有正向關係,但無患子濃度不可過高。無患子萃取液除了當清潔用品外,我們更發現其他特殊用途,如殺蟲劑、防蚊液、隱形墨水、吹泡泡液、洗金液、延長瓶花花期等。使用過後的無患子果肉,可當有機肥來使用。復育無患子植株,有利水土保持工作的進行,並減緩溫室效應所造成的氣溫上升現象。無患子的多用途值得我們加以推廣。