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佳作

Easy Come,Easy Go!

本研究是利用各種不同的粉末和溶液,來做吸附油污及溶解油污效果的比較。

「果」不其然!電來了~環保再製果汁電池之研究與應用

本實驗是要發現影響果汁電池發電效能的因素,結果發現電極距離越近,電極深度越深,電極接觸面積越大,所得到發電效能會比較好。至於電極金屬片種類以鎂-銅電極組合最好,但價格比較昂貴,一般以第二好的鋅-銅電極組合比較適合。還有影響發電效能的果汁濃度與溫度,發現濃度及溫度越高,所得到發電效能也會比較好。還有串聯越多果汁電池,電壓越高,電流則幾乎沒甚麼劇烈變化;並聯則剛好相反。最後在探討果汁電池日常生活應用時,發現可以推動螺旋槳船,並且把果汁加了酵母菌做成果汁酒;還可以加乳酸菌做成果汁優酪乳;更可以加入醋酸菌做成果汁醋,進一步做成各種不同金屬電極組合形式的電池來代替一般市售的乾電池,成為最環保的新能源。

西瓜之音 = ? Hz

本研究是利用聲波原理來探討拍彈西瓜與西瓜品質好壞的關係。並設計新方法-週期區間統計法,對西瓜好壞做出定量且有效的判斷。我們以拍、彈方式錄下聲音,在波形圖中標出波峰的時間座標,分別用頻率平均法與週期區間統計法,來分析西瓜受敲擊時其聲音週期(頻率)的分布狀況。結果發現使用頻率平均法,並無法分析聲音的好壞。但用週期區間統計法,卻可看出好西瓜的頻率較為低而集中(666.7Hz~800Hz),壞西瓜則有頻率偏高且又分散的現象(400Hz~4000Hz),這應就是清音與濁音的區別。此外水果行老板的經驗、西瓜密度、果肉受力形變量,都可與聲音分析的結果相互驗證,來證明新分析方法的有效性。但西瓜重量、糖度則與聲音分析的數據關聯性小,無法用來判斷西瓜的好壞。

氫「氣泡」燃料電池

綠能環保意識抬頭,擁有無污染、單位能量轉換效率高等特性的氫氧燃料電池,常是陪伴在科學家身邊的好題材,但由於電池反應牽涉固、液、氣三態之間的非勻相接觸,所以真正在做實驗時,氫氧燃料電池「高能量轉換效率」的特色並沒有獲得完全發揮,一般研究大多在進行「固相」的電極改造,本研究則對「液相」的電解液進行改良,利用界面活性劑黏稠、易起泡的特性,將界面活性劑與電解質溶液混合,並利用電解時所產生的微小氣泡,氣泡為電解液、氫氣同時存在的狀態。氣泡包覆氫氣、增加電池三相接觸表面積,增加電池效能,並探討不同的溫度、濃度、電解質、氣泡大小是否會影響電池效能的升降,而推論造成上述影響的可能因素,並多方面地輔以佐證。

萬縷牽(千)絲

我們主要是在研究絲與水之間的相互關係,我們分別觀察蠶絲、蜘蛛絲對水的附著情況,並比較兩者之間的蒸散速率,我們發現兩絲分別測量時,蜘蛛絲上所附著的水珠較多並也較大顆;而蠶絲則較小且較少,蜘蛛絲上水珠的蒸散速率較蠶絲慢。之後我們再將蠶絲、蜘蛛絲放置在一起做水的蒸散實驗,並比較放在一起測量時的附著位置、水珠的大小、蒸散的速率和分開做實驗有什麼區別,我們發現蠶絲和蜘蛛絲放在一起時,附著在兩絲上的水滴都較易被蠶絲給吸附去,但蜘蛛絲上水珠的蒸散速率較蠶絲來的慢,如果不只有附著力對其在作用,那又有甚麼原因會導致如此的現象呢?我們發現蜘蛛絲對水的附著力比蠶絲來的大,但絲的附著力對水的的影響有一定的作用範圍。

潘朵拉盒子裡的奧秘-環保顯微鏡的製作與研究

立可拍相機的發明,雖使人類更方便的捕捉畫面,但也因「用了即丟」的觀念和行為,無形中製造許多垃圾。在愛惜地球的心情下,收集各品牌的立可拍相機,研究他們鏡頭再利用的可能性。另外,我們也發現一種手電筒的燈泡,前方的小圓球,有聚光效果,運用光學原理,設計測量焦距的裝置,再依據牛頓光學公式,算出放大倍數,居然有約100 倍的效果,真不可思議。於是,我們利用上述兩種丟棄物品中所取出的凸透鏡,再加上生活中可用的回收物,製作出環保、實用的顯微鏡。進而配合自然課程中,觀察昆蟲、植物、微生物……等單元。與實驗室100 倍複式顯微鏡,對照觀察,呈現的畫面幾乎一致。我們的環保顯微鏡,操作簡便,希望能推廣給每位同學使用。

追「沙」-北海岸黑金再探秘

延伸去年的研究,針對新北市從西到東沿海12個地點進行研究。採用改裝瘦身震動帶的自製簡易分層篩沙器測得石門沙子平均粒徑最大,挖子尾最小。大園潮差最大但粒徑並非最小,因此沙子粒徑與潮差無負相關。沙子都含石英砂,而白沙灣的貝殼、珊瑚含量高,挖子尾則無。沙子密度與磁鐵沙含量並非完全一致,黑色的物質為磁鐵沙且純度低因密度都小於5.17g/cm³。模擬海岸坡度越大,不論粗或細沙在哪一種地形,沙子往外海移動距離越遠。模擬富貴角海岸以緩坡模擬浪從東北方來時,岬面上沒有沙,細沙往北及東南沿岸(老梅)移動;來自西北方的浪會使磁鐵沙堆積在左邊(白沙灣)。老梅磁鐵沙最多,因為有發源於竹子山的老梅溪及富貴角因東北季風作用漂移雙重影響。

談整數分組問題

我們的主題是「已知有1k、2k…mk(m?N且k?N),將這些數分成n 組,使每組的數字皆有 m /n 個,而且每組的數字和皆相等,試問應如何分法?」,研究重點放在k、n、 m之間的關係,希望對於1k、2k…mk來說,我們能很快求得到一組分法解。

踏步機 好神!

節能減碳一直是全球持續發燒的話題,臺灣研發的「軟實力」更把環保節能的精神發揮得淋漓盡致。我們發揮創意提出結合運動器材與發電模組的構想,透過完整的探究過程,理解基本電學、發電機的結構與追求高發電效能的關鍵。最後付諸實現,巧妙結合好神拖(踩踏式脫水拖把)與踏步機,製作出「好神踏步發電機」。最大功率可達到15瓦特。運動同時不但能支援照明、風扇,也能提供手機、音樂等的電力來源,真的太神了!

絕不「廁」退

雖然現今科技一日千里,但是仍有需要改善的地方。例如捲筒衛生紙,別以為是一條長長的紙捲在一個其貌不揚的紙筒上就很方便使用。當需要扯斷廁紙時,人們必然用雙手才能做到。所以對於手部肢障的人來說,這個動作便變得困難了。因此,我們因應日常使用雙手扯斷廁紙的原理,運用手邊所能獲得的資源,從各項實驗活動的進行中,製作出一個能協助手部肢體障礙人士使用的自動給紙器。將生活中常見的現象做科學化的實驗和解釋,讓師生們不但可以得到解決問題的能力,更能將團隊合作的精神發揮到極致。本次的研究活動為發現日常生活周遭問題、找出解決方法。希望能藉由探究的活動,嫻熟科學探討的方法,並經由實作過程獲得科學知識和技能,進而結合科技來解決生活中的問題。