全國中小學科展

佳作

綠色能源~竹炭 V.S.備長炭海水電池的探討

根據國語日報 96 年 1 月 5 日回收廢電池~小學生拯救地球的文章中,指出一顆廢棄的一號電池,丟棄在泥土中,流出的有害金屬,就會使兩張報紙面積大小的土壤永遠~死亡,永遠生長不出美麗的花草。一粒鈕扣電池就會使 600 噸的水無法飲用,相當於一個人一生的飲水量,對自然環境威脅很大,間接威脅到人類的健康。全球經濟發展,社會的進步和人口快速成長,使人類對能源的需求量有增無減,對能源的依賴程度也與日俱增。新型綠色環保電池近年來已投入使用或正在研製,所以我們希望能夠利用海水當電解質和鋁及無污染的備長炭和竹炭來做電池。我們自製的小型電池是屬於普通電池,將化學能轉換成電能的裝置。未來綠色能源,綠色生產技術和綠色產業等等,都將成為 21 世紀的新課題。

雨滴直徑最大值的探討

在國中翰林版自然第五冊第二章的內容中,有介紹力的平衡觀念,而落下的雨滴是最好的例子,對於雨滴的各種現象充滿好奇,因此設計一連串的實驗,首先是不同直徑液滴的分裂探討,我們發現液滴越大其終端速度也越快,也會比較容易分裂。之後,我們進行不同液體表面張力的實驗,得知表面張力越小時液滴越容易分裂。\r 我們用滴管可以製造出直徑較大的水滴,但是自然界的雨滴卻無法達到這種大小,此極限值與雨滴的終端速度有關,當雨滴分裂的臨界速度小於終端速度時,雨滴就會分裂,當雨滴分裂的臨界速度接近終端速度時,雨滴正處於是否分裂的臨界點,因此我們認為此時雨滴的直徑,就是自然界雨滴的最大值,根據我們實驗的結果:其最大值約在6.1mm 到6.9mm 之間。

乙烯吸收劑

我們利用化學課本介紹的反應方程式,設計製造及收集乙烯的方法。再依化學課本所列會與乙烯反應的物質如過錳酸鉀等,加上有吸附作用的活性炭等物質,測試其吸收乙烯的能力。結果以活性炭及過錳酸鉀水溶液效果最好。因此選擇這兩種製作乙烯吸收劑,我們由實際測試,證實切的蘋果會釋放乙烯,且只要極微量的乙烯就對植物有重大影響。我們的實驗結果顯示,應用自製的乙烯吸收劑,配合嚴密的攔阻設計,可有效減弱乙烯對植物的影響,若控制得當,可進一步影響綠豆芽的長短與粗細,也能有效操控綠色香蕉的成熟速率。

以小博大~桁架結構初探

桁架(TRUSS)是以三角形為基本結構再不斷延伸的結構,其應用在生活中屢見不鮮。本實驗在探討簡單桁架結構的穩定性,其穩定性以載重比(R=承重/自重)表示,載重比越大,穩定性越高。若以單一三角形來看桁架結構,底角越小的等腰三角形結構穩定性最好;直角三角形及不對稱的三角形都次之。其次,多三角形的簡單桁架,其構造越對稱且內含的三角形數量越多,結構越穩定,承重的載重比值(R)越大。簡單桁架內的零桿件雖不受力但對結構的穩定性卻有很大的助力。再者,不同幾何造型的桁架橋中以三角形桁架橋的載重比最大,具有以小搏大的概念,是製作桁架橋時,值得參考的桁架橋造型。

水中的精靈─台灣石鮒、高體

台灣石鮒、高體??同屬於??亞科,常生活在一起,習性、食性、繁殖,都很相似。本研究主要探討台灣石鮒、高體??在水族箱內生活和繁殖的行為,在經過將近一年的實驗裡我們有了以下幾個發現:一、 台灣石鮒、高體??必須和田蚌共生,才能繁衍下一代。二、 台灣石鮒、高體??可在水族箱中繁殖,但數量不多。三、 田蚌在水族箱中存活的時間不超過三個月。四、 池塘養殖烏鰡(青魚),台灣石鮒、高體??成為間接受害者。以上是我們的發現與結論,希望能增進對魚共生行為特徵的進一步認識,也希望這樣的發現能提供環保生態學家進一步的探索,了解魚兒生態,進一步維持生態平衡。

大方塊中的小方塊

我們研究的是一個有段歷史的題目:「柏金斯太太的被單」。其定義為:如何將邊長為正整數的正方形切割成「最少個數」(最小階)的小正方形;而且這些小正方形的邊長也是正整數,相同邊長的小正方形可以重複,但小正方形的邊長的最大公因數需為1。我們歸納出,重複利用「簡單二倍法」及「重疊二倍法」,可以每次加兩階或是加三階的方式增加,反覆構作可以切割邊長120以內的正方形,都不超過19階。

黑冠麻鷺之繁殖行為研究

黑冠麻鷺分佈於台灣低海拔山區、平地,屬不普遍留鳥。本報告研究棲息於本校的黑冠麻鷺繁殖行為。我們分析巢材、巢位的選擇性。於巢旁架設針孔紅外線攝影機,對黑冠麻鷺進行24 小時錄影觀察;架設溫濕度記錄器,紀錄巢的溫濕度變化。我們研究2003 年的生殖季,內容包含「巢位分析」、「巢材分析」、「親鳥孵卵行為」與「親鳥育雛行為」四部分。研究結果顯示:巢位在枝幹交叉處,有濃密枝葉遮蔽,隱密性佳;巢材會依巢的內外、上下層需要,選擇適當粗細長短之樹枝;親鳥孵卵行為在產卵期與孵卵前期以雄鳥為主,孵卵後期趨於平均分配,顯示親代付出因性別而有差異;滾蛋行為隨溫濕度起伏而變。育雛行為方面,親鳥的餵食次數隨雛鳥成長而漸增;幼雛排糞次數隨餵食次數增加而增加;親鳥離巢覓食的空巢時間隨幼雛的食物需求提高而增加,顯示氣候因子影響親鳥的覓食效率,進而影響幼雛存活率。本生殖季首次繁殖的四隻幼雛皆順利成長並飛離本校;第二次成功繁殖中,一隻幼雛夭折,推論因氣候乾熱,造成餵食的蚯蚓減少所致。未來本研究可分析兩巢育雛行為比較及蚯蚓受氣候的族群變化,以更深入瞭解影響本種鳥類育雛的因子。

史特林你真酷

本研究是以致冷晶片來降低史特林引擎冷卻部溫度提昇運轉效率,並使用發電晶片來提供致冷晶片致冷時之所需電力,希望能藉由此實驗探討,創造效能更佳的史特林引擎,降低對石油的依賴性。

是誰讓我心“帆”─魔法船

本研究中設計不同船型、不同添加劑及不同水深、溫度來探討瞭解船隻航行的行為,利用表面張力的差異性來驅動船隻航行是非常有趣的現象。當添加劑可溶於水中時,因船隻前後表面張力不同造成船隻的運動。當添加劑不溶於水中且表面張力小於水時,會在水面上自動散開成薄膜而將船隻推動;表面張力大於水時,聚集成球狀無法形成薄膜,船隻將無法被推動。V型船型行駛時穩定性較佳、橫向偏向較小;細長船型航速較快、橫向偏向較大。船隻行駛的速度均隨水深、水溫的增加而減慢。

被遺忘的隱憂—下午茶(探討咖啡因對果蠅生長發育的影響)

前言本實驗利用果蠅為研究材料,將幼蟲及成蟲飼食於不同咖啡因濃度的食物下,觀察咖啡因對其成長、生育及反應能力的影響。實驗結果顯示,隨著服用的咖啡因劑量愈高,果蠅產卵的總數也愈少。且發現咖啡因會使果蠅幼蟲反應遲緩,若親代於生殖期服用咖啡因亦會對子代幼蟲反應造成影響。另外若幼蟲期服用咖啡因,會使得幼蟲的生活史拉長、發育遲緩,但若親代於生殖時服用咖啡因,並不會對子代幼蟲型態發育造成影響。此說明了咖啡因對於果蠅幼蟲均會造成影響,且影響的層面不盡相同。