全國中小學科展

佳作

氣球的脹熱縮冷

彈性物質受外力拉伸時,溫度會升高;反之,當彈性物質由拉伸狀態縮放回去時,溫度會下降,並且降溫溫差會比原本的升溫溫差來得大。對此現象,我們仿造氣體動力論的模型做解釋:溫度是一個宏觀的物理量,其根本為分子運動動能的表現,橡皮筋未拉伸前是一個三維系統,而拉伸後長度變長、截面積變小,使橡皮筋接近一維系統,然而在拉伸的過程中我們並未提供動能的變化,因此原本分布在三個維度上的能量現在集中在一個維度上,造成等效的溫度上升現象;反之,將橡皮筋放開使其恢復原長時,將使橡皮筋恢復成三維系統,能量重新分配在三個維度上,造成收縮後的溫度比拉伸時溫度低的現象。本實驗檢驗橡皮筋溫度上升與拉伸速率、拉伸長度的關係,並且檢驗拉伸時溫度上升倍率及下降時溫度下降倍率之間的關係,同時針對整個溫度變化過程做詳細的分析說明。

紅色小妖姬~紅姬緣椿象

本研究是對紅姬緣椿象做生態觀察,並藉由實際飼養紅姬緣椿象來觀察其生活習性、生長過程、身體構造。觀察飼養紅姬緣椿象的過程中,我們得到以下的結論:一、生長過程:卵期、幼蟲期、成蟲期。二、雄蟲與雌蟲的交尾時間長短會影響雌蟲的產卵數目多寡。三、雌蟲的體形大小與其產卵數目多寡無關。四、季節(溫度變化)會影響紅姬緣椿象的成長天數。五、溫度高低會影響卵的孵化快慢;溫度愈高,卵的孵化天數會減少。六、在校園實際觀察紅姬緣椿象的出現數量多寡,與溫度高低、天氣好壞有關係。晴天時,中午的溫度愈高,椿象出現數量多;陰天、雨天時,早晨的溫度較低,椿象出現數量較少。

親愛的,微生物把保麗龍分解了!

保麗龍是環境中不易分解的汙染物,本實驗將自大麥蟲腸道、麵包蟲腸道、土壤與有機堆肥分離出十三株具有分解保麗龍潛力菌株(ZM1, ZM2, ZM3, TM1, TM2, TM3, S1, S2, S3, S4, OF1, OF2及OF3)進行分解保麗龍測試。試驗結果顯示,液體培養中,靜置培養以菌株TM3有最好分解效果;震盪培養以T all及OF2有最好分解效果。而固體培養中,無法看見保麗龍明顯分解。進一步,將保麗龍拿出利用結晶紫染色,確認菌株附著在保麗龍上。同時將菌株撒入模擬環境中,觀察保麗龍分解情形,結果土壤添加有機肥環境較適合分解保麗龍,其中以菌株組合(S/OF)分解效果最為顯著(P < 0.05)。最後進行菌種鑑定,所分離出具有分解保麗龍潛力菌屬,主要分為八個屬,分別為Bacillus (ZM2), Citrobacter(OF1), Myroides(S4), Ochrobactrum(S1, S3及OF3), Proteus(ZM3及TM2) , Providencia(S2), Pseudomonas(TM3及OF2)及Rhodococcus (TM1及ZM1) 屬。

土壤中的水精靈-探討捷運大安森林公園站的土壤液化防治

本研究在於模擬臺北捷運大安森林公園站土壤液化現象並探討動力夯實工法防治效果。本研究分兩部份;一、預備實驗;二、實驗研究。預備實驗為設計沉積土層箱和捷運站砂土箱,並模擬土壤液化現象。實驗研究主要為了探討動力夯實工法對臺北捷運大安森林公園站砂層的效果。由預備實驗,我們設定1500mL水量、砂土深度10cm、砂層中未有緻密岩層,進行臺北捷運大安森林公園站砂層模擬,可以發現施作動力夯實工法砂層可以有效防治土壤液化,並從實驗中我們發覺經地盤改良的砂層在地震後會有地表濕潤現象,因此我們建議施作動力夯實工法後的砂層上方可以鋪設植草磚或連鎖磚,利於行人走動。

安寧專案-可隨噪音自調音量的喇叭

一、 什麼是噪音:噪音是聲音振動的不規律,音量很大時,聽了令人覺得不協調、不舒服、刺耳且煩躁不安。二、噪音對身體的危害:長期處在噪音環境下,不但易耳聾,且還會引發疾病影響生育功能或猝死。長期生活在 70 分貝至 80 分貝以上的環境中,可使人動脈收縮 、心跳加速、供血不足、出現血壓不穩、心律不整、心悸等症狀,甚至演變成冠心病,心絞痛、腦溢血及心肌梗塞。在噪音 80 分貝以上的環境中工作、學習,將使人精神無法集中、聽力下降,降低工作、學習效率。影響幼兒健康胎兒和幼兒的聽覺神經敏感脆弱,極易受噪音的破壞,嚴重時甚至會影響智力的發展。美國醫學專家研究指出,突發的強烈噪音,可使聽覺受到刺激,引起突發性的心律不整,使人猝死。三、預防噪音危害的生活保健:預防噪音先從不製造噪音著手.採消音建材綠化環境也有幫助。噪音是繼空氣污染、水源污染之後的第三大環境公害。

植物界的吸血鬼-菟絲子

有一天我們聽到工友黃伯伯口中唸唸有詞:「怎麼去年才過了,今年又長出來了,真有夠煩」,於是我們就近一看原來是菟絲子,之前上自然課時老師曾提過幾種生態殺手的植物,菟絲子就是其中之一,它會去吸收旁邊植物的養份,吸完之後,它又會到別的植物上吸取養分,拔也拔不完,到底是為什麼菟絲子有這麼強的繁植力,試著做各種實驗來探討菟絲子繁植力強大的來源。

鹽水真能有效洗去蔬果表面殘留的農藥?

用鹽洗菜是否有效呢?我們這次實驗所使用的方法為生化(酵素)快速檢驗農藥殘留法,針對加保力、納乃得農藥,利用乙醯膽鹼酯?經過反覆數次的檢驗,從實驗數據中我們發現使用鹽洗菜的方法並不一定較有效,我們的最終結論是:用鹽水來洗菜比用一般清水洗的效果還要差,反而會使農藥因溶解度下降而更殘留在蔬菜表面。針對最近有許多的家庭主婦已經習慣用鹽水洗菜,卻不知反而造成更多農藥的殘留,所以我們建議大家在洗菜時,最好只用清水沖洗,不要再加入鹽巴,因為這個步驟將是多餘且有害的。

螞蟻吊大象

為了解「螞蟻吊大象」課程中脆弱的火柴棒如何撐起六、七瓶礦泉水,我們設計實驗包括三根木棒的粗細或長度改變、木棒接觸面的材質、載重系統的整體環境等,探討承載架運用什麼方法撐起重物、如何增加承載架負重能力,發現改變各種變因能影響承載架負重效果:當木棒纖維強度不足時,承載架倒塌的原因為木棒斷裂,當木棒纖維強度足夠時,會因繩子受力拉長,最終導致傾斜倒塌。在實驗過程中了解承載架載重原理,嘗試應用於生活之中,設計能夠隨處掛起的環保杯袋,並且對力學有更深入的了解。

向左走向右走~相鄰移位遊戲最佳策略探討之研究

本研究為傳統遊戲創新,改變遊戲形式與玩法,中間前後不留空格,且題目中花色種類按a、b、c……順序排列,在每種花色數量相等的情況下進行直線相鄰移位遊戲。研究裡設定了三種不同的最後排列順序要求,觀察當花色種類數與每種花色數量為任意數時的最少移位次數,試著從操作過程歸納最少移位次數(最佳解決策略)之規律,並得到通式。接著,將直線型改為其他排列圖形─順時鐘環形,同樣的歸納在最後三種不同排列順序要求下最少移位次數之規律,得到通式,並比較與直線排列之相關性。

聲音現形記瞧一瞧—聲音Do.Re.Mi

花了不少時間了解聲音的波動現象後,我們由已知音叉自組「U行長管空氣柱測量法」去推測實際聲速大小,結果與標準聲速誤差在10﹪以下,同時也比較出未知音叉的頻率。為了了解聲波與其他介質波動傳遞數率的快慢差異,我們由自製的「自動振動機」已成功的比較出粗繩波、細繩波及緊繩波的波速大小;以自動振動機控制單擺的規律擺動去撞擊自組煙霧箱,感受撞擊時產生的聲音及能量的傳遞,讓煙以不同的速率方式擴散,也從這個實驗比較出:空氣的聲速(20℃下)34300cm/s>>單擺擺動的速率10~20cm/s>煙圈自煙箱出口的速率3~9cm/s。為了讓聲音以更有活力、更有趣的方式具形化,我們以聲音三要素的方式設計了音波功的實驗。以錄影、電腦播放或現場感受的方式,就算聽不見也能看得到聲音的威力!為了讓聲音以另一種型式光來展現,我們以視覺暫留的現象定出音符定點展開的上、下、左、右的光點,再畫出音符的完整畫面;再企圖從跳動的反射光路徑中帶出舞動的Do Re Mi音符及曼妙的音樂。為了留住聲音的軌跡,我們將聲音以色彩的方式舞動出來、以不同紙材吸附對照,以感受古典音樂、搖滾音樂…等節奏下形成的色彩畫面。