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佳作

有氧運動-由自製反應器探討過氧化氫分解速率

一、利用了國中所學的原理,來製作定量式排水集氣法的儀器,用簡單的材料製作出可測量過氧化氫分解反應速率的儀器。二、利用改變過氧化氫水溶液的濃度測定過氧化氫水溶液分解的反應速率並推求反應速率定律式及反應級數。三、利用改變二氧化錳的量測定過氧化氫水溶液分解的反應速率,進而推得非勻相的催化反應與接觸總表面積有關。四、利用改變溫度高低測定過氧化氫水溶液分解的反應速率,發現溫度越高反應速率越快,但溫度太高雙氧水分解速率變化量有緩和趨勢。

地震逃生安全裝置

本研究旨在探討地震到達一定程度時電源能自動跳電和自動關閉瓦斯的方法,其次分析地震感測器安裝在牆壁上與安裝在櫃子上的差別,並以地震體驗裝置探討「單一固定方向地震」與「水平垂直方向同時作用之地震」之震動大小有何不同。本裝置能防止地震造成的火災,減輕地震災害以降低人員的傷亡與財物的損失,再地震發生時能自動處理一些用戶無法完成的安全動作,增加地震時逃生的機會。本研究藉由台中縣消防局之地震體驗車,進行了各項地震實驗,包括各震度之地震跳電實驗、固定方向與水平垂直方向同時作用之地震實驗以及地震感測器不同安裝位置實驗等,以驗證本安全裝置能依用戶之不同需求,自行設定地震跳電級數,在發生有感地震且達到設定震度時自動啟動安全裝置。本研究經由實驗及統計分析的結果,獲得下列結論:一、採用無熔絲開關(附跳脫線圈及警報接點)、自製地震感測裝置以及瓦斯專用電磁閥等,即可達到地震到達一定程度時電源能自動跳電和自動關閉瓦斯。二、地震感測器安裝在牆壁上與安裝在櫃子上的差別,在於安裝在櫃子上會有較大的震動,因此地震感測器建議安裝在牆壁上,已達到正確偵測地震震度之目的。三、經地震體驗裝置實驗得知,「水平垂直同時作用之地震」與「單一固定方向地震」之震動程度相近,因此同級地震搖晃一個方向和搖晃兩個方向的地震相比較,在共同方向的震動大小並無不同。四、地震時啟動逃生裝置之方法,是利用地震感測器去觸發無熔絲開關之警報接點,即可啟動逃生安全裝置,接著系統就會自動關電、關瓦斯、開啟緊急照明以及啟動緊急疏散的語音廣播等。

開管壓力計在化學上的應用研究

1.應用開管壓力計測量反應速率\r 優點:在短時間內,可重複地做,節省時間及藥品。\r 2.應用開管壓力計驗證亨利定律\r 優點:有關亨利定律方面的實驗,高工基礎化學實驗中都沒有殊為遺憾,本實驗設計可提供理論與實際的結合。\r 3.應用開管壓力計測量液體的密度\r 優點:本實驗設計,和比重計一樣,可直接讀出密度,不必再經計算。\r 4.應用開管壓力計探討壓力與分子數關係\r 優點:利用簡單設計,即能顯示實驗結果且材料取得容易。\r 5.應用開管壓力計驗證氫比空氣擴散更快\r 優點:利用廢棄的塑膠瓶,來做多孔罐,即能由壓力計兩端的壓力差看出氫比空氣擴散更快。\r 6.應用開管壓力計測量氣體擴散速率\r 優點:設計簡便,且可精確的看出氣體擴散開始和結束,因此可準確量出擴散的時間。本實驗可取代課本利用氨和氯化氫的擴散來測量擴散速率。因氨和氯化氫都有毒,且時間掌握不易往往誤差很大。

Yahoo!喝牛奶不再拉肚子了

當人體缺乏乳糖?時,未被分解的乳糖在小腸中產生吸水作用,於是發生水瀉的情形;到了大腸更會被細菌分解、發酵,產生大量的乳酸、二氧化碳及氫氣,使人腹脹、放屁,還會使腸道蠕動過快,誘發痙攣腹痛以及腹鳴,稱之為「乳糖不耐症」。乳糖?會將乳糖分解為葡萄糖和半乳糖。我們利用尿糖試紙測量葡萄糖的含量,以進一步瞭解乳糖?分解不同乳品中乳糖之情況以及模擬消化系統中不同酸鹼質環境,觀察乳糖?的作用是否受到影響。結果發現不同乳品在添加乳糖?後,葡萄糖含量隨時間而增加,而乳糖?在模擬胃中酸鹼值為2 之牛乳中完全失去活性,無法分解乳糖。

穿迷彩裝的「蛹」士-紋白蝶蟲蛹保護色和環境的關係

紋白蝶的一生中,由卵→菜蟲→蟲蛹,再變化成蝶。蟲蛹期是最危險的時期,蛹不能爬也不能飛,一旦被天敵發現,就只能坐以待斃。因此蟲蛹在自然界要如何利用環境來躲避天敵,保護色就是它生存的保障。我們發現,蛹色都是由褐、灰、綠三色所組成的,有如阿兵哥的迷彩裝。蟲蛹本身會隨著光線明暗度與環境顏色而調整色彩的深淺和色系,讓天敵不易發現。而環境四周的顏色可以穿透蛹殼半透明的淺褐色,使得蛹色和環境顏色融合在一起。小蟲蛹在生存的競賽中所展現出的智慧,堪稱自然界的勇士。

以 Ia 型超新星測量哈伯常數

我們利用 Ia 型超新星來驗證討論哈伯定律(Vr = H ×d )與測量哈伯常數、探討宇宙年齡,並討論宇宙加速膨脹的可能性、哈伯常數是否為恆定值等。利用網路找出Ia型超新星觀測資料,並借由此型超新星可當成標準燭光(StandardCandle)的特殊性質,我們可以很容易算出星體的距離d ,再借由觀測到的紅移值(RedShift)可算出星體遠離我們的徑向速度 Vr (Radial Velocity),最後再利用數值方法求出最佳擬合直線來得到哈伯常數。我們從資料、各式理論進行討論分析,認為宇宙極有可能在加速膨脹,意即哈伯常數並非恆定值。我們得到的哈伯常數分為高、低紅移兩部分,以低紅移超新星測量到的哈伯常數~57.6km/s/Mpc;以高紅移超新星測量到的哈伯常數~ 30.6/km sMpc;並綜合高、低紅移超新星,測量到的哈伯常數~ 31.7/km sMpc。若假設哈伯常數為恆定值,低紅移資料對應的之宇宙年齡約 170 億年;高紅移資料對應之宇宙年齡約 319 億年;綜合高低紅移資料對應之宇宙年齡約 309 億年。由於宇宙極可能加速膨脹,哈伯常數極可能是時間的函數,所以宇宙年齡可能也並非簡單哈伯常數的倒數就可算出。

速速前!—鐵粉顆粒在磁場分佈中的受力行為

在看不見的磁場分佈中灑下鐵粉,可以透過鐵粉的重新排列清楚地看出磁力線的軌跡,而鐵粉由亂而序的過程背後,有個看不見的力量,主導著每個鐵粉顆粒速速向前。本研究利用觀察鐵粉(分別為細粉末與粗顆粒兩種)在磁場中的排列與運動行為,探討兩個重要的物理現象:I. 磁場在通過不同介質時所遵循的折射(refraction)現象;II. 磁場分佈對鐵粉顆粒產生的磁力(magnetic force)現象。本研究以電磁鐵通電產生靜磁場。由於電磁鐵的磁導係數遠大於自由空間(空氣)之磁導係數,磁力線由電磁鐵進入空氣時,其出射角幾與邊界面垂直,形成一單純之邊界條件,因此磁通密度在自由空間中的解析值可直接利用馬克斯威爾方程式求得。我們亦導出空氣中的磁通分佈對微小的鐵粉顆粒所產生的磁力公式,發現鐵粉顆粒受靜磁力的大小與該顆粒的體積、磁通密度與磁通密度之梯度成正比,而方向與磁通密度之梯度一致。

沙漏的秘密

在四年級自然與生活科技課的第一單元裡,有許多計時工具的介紹,其中最令\r 人感到興趣的就是沙漏,它僅利用自然流動的沙子就可以用來計時,而且還相當準\r 確,真是非常神奇又有趣。在觀察沙漏的外型構造與其中沙粒的流動時,讓我們有\r 一些疑問,因此設計一些實驗來尋找答案。

毒他--隱藏的戰爭

相剋作用是指植物在代謝過程中釋放出有毒物質以抑制本身或鄰近植物種子萌發及植株發育生長的過程。非洲鳳仙花所在之處,少有其他植物,本實驗採非洲鳳仙花的根、莖或葉之萃取液進行相剋作用之研究,結果顯示非洲鳳仙花確實會抑制小白菜與玉米種子萌發及幼苗的生長,利用多酚類染色方法得知非洲鳳仙花產生的相剋化合物為多酚類,進一步推論土壤中的多酚類會被植物吸收,進而影響植物的生長與發育。

雙液滴的碰撞現象

我們經過一連串的實驗,我們發現雙液滴碰撞會彈開與液滴的表面張力有關。當碰撞的 兩液滴的表面張力相同,則雙液滴在碰撞瞬間會黏合在一起而成為一顆液滴;但如果是兩液 滴的表面張力差距越大,則雙液滴在碰撞瞬間彈開的機率將升高,機率甚至高達百分之百。 另外,液滴在碰撞前的瞬間速率、碰撞的方式(擦撞或正面碰撞)和質量大小也將影響雙液滴 彈開的機率。瞬間速率越快則彈開機率較低,相反的,彈開機率則升高。雙液滴使用擦撞的 碰撞方式,其彈開機率較正面碰撞來的大。這幾個結果顯示,碰撞的力道越大,雙液滴越容 易黏合在一起,相反的,越容易彈開。