全國中小學科展

佳作

氣墊船---輕功高手

我們選用了三組高轉速小馬達,一組是馬達車的,一組是氣墊船雛型的,另一組是氣墊船用的。 我們利用氣球來證明反作用力;而積木做成的小車,是從反作用力的運動中,讓車子持續因反作用力而前進。 從實驗中,我們發現雖然馬達車子跑得很快,氣墊船雛型卻跑得不快;於是我們有了分流的概念。我們想到可以讓氣墊船在水中上航行;所以我們把氣墊船的材料改成珍珠板。 原先我們並不知哪一個型式、高度的分流板是最好的,於是我們設計了實驗三。 因為有了划龍舟的印象,所以我們又設計出了方向舵,來控制船的方向。 為了減少接觸面之間的吸附力,我們在船的底部加裝橫桿。 因為原先柔性圍裙的底部開口是全開式的,所以柔性圍裙容易外掀,於是我們才改良柔性圍裙的底部開口成為長條式和多孔式,並將柔性圍裙的長寬比例做不同的比較。 氣墊船在水上比在陸地上的運動情形好,因為在水上多了水的浮力。

綠能小餅乾-太陽能染敏電池

本實驗主要研究如何提升染料敏化太陽能電池的電壓與電流。我們研究的項目有:改變染料種類、測試不同濃度的電解液、改變升溫速率、改變浸泡染料的時間。我們使用的染料主要以雜環為主,染料有茄子(主要含花青素)、薑黃素與葉綠素,去比較各種染料在上敘條件下,如何達到最高的發電效率?實驗發現染料為茄子時(1)低溫浸泡時24hr間最佳電壓0.59V、電流15uA;(2)電解液I2濃度以0.00025M電壓最穩定;(3)升溫速率以5℃/min最佳電壓0.547V、電流24uA。而為了加快TiO2薄膜的製程,以CVD化學氣相沉積製做TiO2薄膜,進而研究提升電壓的最佳方法,並觀察能否延長電壓在一個較大的數值或延緩電壓下降的速率,以延長電池的壽命。

樹上小霸王---斯文豪氏攀木蜥蜴的探究

本研究報告探討斯文豪氏攀木蜥蜴的外表構造及其行為,進行實驗了解其特性,再加以統整。在研究中發現攀蜥的領域性由食物的豐沛度決定;在低溫(10℃)中會蟄伏不動;喜歡且優先選擇的食物是長度2 ㎝左右的昆蟲;在突發狀況下的體色變化是由情緒決定,並非環境的顏色影響;攀蜥的奔跑速度會因受飼養影響而明顯減慢;攀蜥喜歡藏匿在茂盛的植披中。同時探討攀蜥的生存階級,天敵與外來種之間的關係,但本研究仍然以觀察攀蜥的生態行為和外部構造為主。

葉子上癭了-水黃皮瘤節蜱的生命故事

首次見到如此奇特-葉子上長了一根棒棒糖,後來發現原來是蟎蜱造成的植物癭,在自然科學研究領域迷霧重重,節蜱與植物演化故事做深入研究主題想必有趣。首先由生態棲地植物調查開始,瞭解哪些植物有蟲癭,聚焦研究其是否會生長在其他植物上及其生長歷程,續觀察環境因素的影響,最後深入研究內、外在結構,並針對酸鹼性及蟲蜱特徵等做分析。具有蟲癭的木本植物比例高多生長於營養器官,陽光對蟲癭生長有利,生長周期分四期,數量多易觀察具寄主單一性,蟲癭與葉子具相似、相異結構,分析蟲癭與植物屬於何種共生生態機制。最重要是學會在都市叢林觀察微宇宙生態奇蹟,尊重自然萬物,由以人為主的環境倫理價值觀轉化成以生態為主的環境倫理價值觀。

「鹽」來不一樣――碳酸鹽與鹽酸反應特性之研究

本研究主要是釐清碳酸鹽類與鹽酸反應後的吸放熱現象。以實驗室常見的三種藥品碳酸鈣、碳酸鈉和碳酸氫鈉做為探討對象,並自製暗箱,結合感測器測量反應後的二氧化碳、濕度和水溫,經過反覆實驗後,發現(一)異相和均相反應的結果不完全相同,吸放熱與物質狀態有關,特別是碳酸氫鈉,不宜簡化成“酸+鹼必放熱”的論述。(二)異相反應時,碳酸鈣和碳酸氫鈉有粉塵效應,但碳酸鈉的粉塵效應不明顯。(三)比較溼度與二氧化碳的變化曲線,可說明碳酸鹽與鹽酸反應產生的水主要是以液態為主,可以清楚輔助說明化學反應式的狀態。 綜上所述,本研究自製的觀測器,不僅可以即時監測化學變化,還可驗證物質的基本反應熱和狀態的特性。

通天神「碳」─探討碳類對色素的吸附能力

本組結合暗箱及光度計組成自製光度實驗儀器,並利用廢棄電腦風扇及強力磁鐵製成自製攪拌器,探討影響活性碳吸附能力的因素,本組測量紫藥水透光度,求得透光度與其成份龍膽紫濃度的函數關係;並利用過量的NaOH(aq)與銅離子發生沉澱,算出一克活性碳可吸附龍膽紫及銅離子的個數。結果顯示增加紫藥水濃度或減少活性碳質量,甚至升溫,活性碳吸附龍膽紫效果均增加。但溫度對其吸附能力影響較小,若將紫藥水溫度從30℃加熱至90℃,活性碳吸附龍膽紫的個數只增加百分之十,攪拌時間則並無規律影響;而一克活性碳可吸附的龍膽紫與銅離子個數比約2:1。本組也取了竹炭及木炭,比較其吸附色素的能力,結果活性碳吸附能力最佳,竹炭及木炭無明顯吸附能力。

氣語非凡—植物的攻防策略

我們過去發現植物氣味會抑制他種植物發芽,在這次實驗我們利用顯微鏡與自動觀察箱探討植物間氣體的對話,並記錄氣味對小麥(單子葉植物)、綠豆(雙子葉植物)莖的長度,莖、葉重量,向光性及氣孔大小的影響。我們發現九層塔的氣味不影響綠豆生長和莖、葉重量,只輕微抑制小麥生長和植株的重量。而檸檬桉氣味促進綠豆莖的生長,卻減少葉重,並能抑制小麥的生長。野薄荷與樟葉的氣味則對這兩種植物生長與重量都有顯著抑制甚至完全不發芽。向光性方面,野薄荷氣味明顯抑制綠豆向光。小麥氣孔狹長不易觀察其開合,綠豆氣孔開口卻明顯受氣味影響而變小,可能是植物用來對抗外來氣體的招數吧!真奇妙,利用散發氣味,植物間正進行著一種無形的攻防戰呢!

潮來潮往愛之河—探討潮汐對愛河水質的影響

人潮、海潮、歷史的浪濤讓高雄這條生命母河—愛河,敘述了許多膾炙人口的故事,記錄著許多人的回憶。五年級上鄉土課程時,在教材中有一章是講『生命母河』—愛河,整章介紹愛河的源頭、流經區域、兩岸的設施及整治的方法。而現在愛河經過了整治及美化綠化後,我們心裡想知道愛河的水到底有多乾淨了,所以我們對整個下游感潮河段做深入的研究,我們研究和調查的結果是:一、愛河主流全長約12 公里,流經高雄市區約11 公里。二、愛河為了整治已經在治平橋設立閘門來截流,讓上游的水不再流到下游。三、愛河從民國57 年開始整治,一直到現在還沒有停止。四、愛河從高雄橋(出海口)一直到九如橋河段水質很乾淨,九如橋到治平橋水質較髒。五、感潮河段很適合魚類生存,水面也可以看到白鷺鷥。六、潮汐確實對愛河的水質有影響,而且對愛河的自淨也有幫助。七、整個下游段兩岸已建設得非常漂亮,尤其是以親水的觀念去設計了木棧道、親水台階、親水平台,河中又有許多魚,是一個非常適合漫步、垂釣、休閒的好地方。

苦茶粉堵塞快易通

家中廚房的水管堵塞了,我們懷疑是因為使用苦茶粉洗碗造成的,上網搜尋解決方法,原來不少人深受苦茶粉堵塞水管之苦,經過許多測試,我們發現熱的飽和小蘇打水溶液可以有效的分解苦茶粉凝塊。網路資料建議大家用苦茶粉洗滌水來澆花,但是,根據我們的實驗結果,發現苦茶粉水溶液對水生生物及種子發芽會造成嚴重的危害。雖然對陸生植物的生長不會有明顯的影響,但對土中的蚯蚓有很大的殺傷力,因此我們建議不要用苦茶粉水溶液來澆花!為避免苦茶粉堵塞的問題,建議大家不妨利用簡易的自製過濾器將較粗的顆粒濾出,這樣就可以安心的使用這種天然的環保清潔劑囉!我們還發現有特殊香氣的苦茶粉具有除臭的功能,用不完的苦茶粉可以放入冰箱中,有助除臭。

「旋」機妙算──不對稱飛行種子建模之研究:以桃花心木種子為例

本研究藉由觀察實體桃花心木種子的飛行狀態,探討實體桃花心木種子的長度、寬度、長寬比以及重心位置,試驗分析種子飛行時間和旋轉圈數。結果顯示:蒐集到的實體桃花心木種子寬2.5公分為眾數、長分布8到11公分、長寬比約4~5。此結果與其他科展研究相符。而實體種子重心位置靠近種子長的1/5,靠近肋寬的1/3處,有較佳飛行時間與旋轉圈數。依此結果,發展紙長公式「 Lpaper= Lseed + a + W*(n+1)/2」作為裁紙參考,建立摺紙種子模型並實驗驗證。結果顯示:最佳的紙模型為寬2.5公分、長8公分(長寬比3.2)、13折,重心在靠近肋寬的1/3處的飛行最好,與實體種子實驗結果相似。