全國中小學科展

第三名

微生物燃料電池

微生物燃料電池是一種創新又環保的能源之一。在本實驗,我們以富含纖維素的農業廢棄物為原料,以物理處理法與氨水浸泡法將原料做前處理,再將處理後的原料加酸水解,經過CaCO3的中和後,得到葡萄糖液,再以葡萄糖液做為養分,供微生物代謝發電,並改變不同的變因製作不同的微生物燃料電池。 在研究過程中,我們發現,椰子渣在1.5%硫酸的存在下水解90分鐘,所得的葡萄糖濃度最高,以此溶液在電子接受者為5%的赤血鹽溶液與酵母菌反應時,所得的電壓最高為386mV,而且此電壓能持續放電達數小時以上,並且能維持在300mV以上。 微生物燃料電池是一種綠色能源,希望能改良此實驗,求得更佳的電壓與放電時間,能對未來的能源、科技、環保帶來貢獻。

建置射擊練習自動報知系統之研究

以顯示命中靶位位置與得分分數之方式,使射擊者在射擊練習時即時發現且修正缺點,以提高命中準確度,此即為研究並欲解決問題之動機與目的。作品內容整合電子資訊科技的實際應用,軟體方面,結合微電腦單晶片組合語言與VisualBasic程式語言、在硬體上,則聯結PC與單晶片控制電路。以VisualBasic介面之個人電腦為系統核心,透過印表機埠擷取外部電路的資料做轉換及處理,特色如下:一、於射擊位置及PC上即時顯示命中靶位位置。二、於射擊位置及PC上顯示個別分數。三、能隨即清除計分並重新計分。四、PC可顯示並發聲報出靶位命中位置與分數。五、PC可監看多個靶位射擊情況。六、PC能顯示各個靶位命中位置分布情形。七、PC能將射擊練習取得成績或資料建檔和利用。

『糞便變黃金』-不同基質來源及濃度與環境因子對沼氣生產之影響

本研究之目的,乃在探討不同基質及環境溫度對沼氣生產之影響。共分成四個試驗,分別探討不同家畜糞便基質、不同發酵溫度、不同基質濃度、畜舍於冬、夏季不同清洗管理對沼氣生產之影響,四個試驗均採二重複進行。試驗結果顯示,家畜之糞尿碳氮(C:N)比會影響沼氣之生產量。中溫發酵產氣率隨溫度的升高而增加,高溫發酵比中溫發酵顯著提高產氣率。沼氣之產量會與基質濃度成正比。冬季單位時間產沼氣量小,糞尿基質濃度較高,流量小滯留期較長,總沼氣產較高;夏季單位時間產沼氣量大,糞尿基質濃度較低,流量大滯留期較短,總沼氣產較低。

拜訪黑砂和黃砂的故鄉

元旦的時候,老師帶同學們到他的家鄉 ─ 枋寮的海邊玩砂。這裡的砂是黑色的,和台南海邊的黃砂不一樣呢!我們覺得很好奇!很想知道為什麼不同呢?就請老師帶我們到砂的故鄉─河川的上游去觀察,下面是我們研究的經過。

奇妙的三原色

在一次科學研習活動裏,我們做了「液體在物體中上升」的實驗。我拿了一張紙條,並在紙條的下端用藍色簽字筆畫了一條橫線,而夏同學是用紅色簽字筆畫了一條橫線,然後放入自己的杯中水裏,使橫線與水面平。頃刻間,怪事發生了,我所畫籃線上的藍色居然隨著水上升,而下面還顯出一道淡紅色;在夏同學所畫的紅線上的紅色也隨水上升,在紅色上面卻顯出黃色和橘紅色。當時我們覺得很奇怪,難道這些藍色、紅色不全都是它自己本身的顏色嗎?其他我們日常所用的各種藍、紅、黃等顏色,是不是也都有這種現象呢?這些問題使我們感到非常好奇,同時也產生了許多疑問,我們就去請教老師,並在老師的鼓勵下,進行了下面一連串的實驗。

是誰惹的禍?

有一次大掃除,班上賴昆宏同學擦玻璃時,不小心從窗架上掉下來,結果造成了腦震盪住院幾天。事後,我們心裡都很害怕,想想,窗架怎麼會無緣無故斷了呢?因此大伙兒就一起去問黃老師。老師指著那塊斷了的窗架說:「喔!你們看,整個窗架、窗框都被蛀掉了,只剩下外面塗油漆的表皮了。」洪嘉秀問:「是誰惹的惑?」老師說 :「可能是白蟻吧!」林姿如間:「白蟻是什麼?」我們覺得這是一個有趣的間題,便成立一個研究小組來揭開這謎底。

蛹往直前--蛹吊能力

本實驗目的為探討蝴蝶蛹能以小面積牢固於葉片或枝條上的原因,從各角度觀察並提出假設,進行相關實驗,瞭解哪些原因可能造成這強大的附著力。首先,我們推測蝴蝶在幼蟲時期的足部構造可能影響成蛹後蛹的附著力,因此1.我們先從觀察蝴蝶幼蟲尾足開始,發現不同種蝴蝶幼蟲的尾足構造不盡相同。2.在顯微鏡底下觀察蝴蝶蛹的懸絲器,了解懸絲器與絲座附著原理。更進一步瞭解蝶蛹的附著力由那些因子決定,提出各種假設,並以實驗驗證之:1.懸絲器上鉤子數對附著力影響2.懸絲器面積對附著力影響等。最後以蛹及魔鬼氈的負重實驗驗證上述假設。發現在一定面積中,鉤子數增至某數後,負重能力並不再提升,而皆趨近於某一數值,我們將此鉤子數認定為一個面積中鉤子數的飽和點,而達飽和點鉤子數所能承受的最大重量,亦即此面積所能承受的最大重量。而我們也發現相同形狀的懸絲器中,鉤子數以及面積與附著力具有正相關。

躲什麼—探討蜉蝣的棲所

溪流中蜉蝣常棲息在石頭下方,隨意撿起上游的石頭,不難發現蜉蝣的蹤跡,石頭對蜉蝣似乎是有利的,牠可能利用石頭遮蔽光線、躲避天敵、狹縫來抵抗水流、或取石上的生物為食;所以針對這些可能因素設計了相關實驗加以證明。根據實驗的結果發現,蜉蝣有負趨光性及粗糙偏好性,同時也發現蜉蝣生存於石頭下的可能原因,如石下的狹縫的確有為蜉蝣遮蔽光線、抵抗水流的功能;狹縫應也有助於牠躲避體型較大的天敵如魚類;至於取得食物,則不是其躲在石下狹縫的主要因素。而在實驗中,我們觀察到牠由稚蟲轉變為成蟲的過程及特長的尾毛,均該有特殊生理意義,這些都是將來可以繼續深入研究的方向。

會呼吸的鐵鏽

隨著實驗方法的改良可以發現,當鋼棉處在酸性環境時,會先和氧氣與水反應產生氫氧化亞鐵和氫氣,造成水位3、5分鐘內急速上升,約50分後,水位不但降至最低點,還會不斷冒出氣泡,這氣泡就是氫氣。經過我們改良的實驗方法,不但可以在兩節課內看見水位上升、下降,放置約一星期後,還可看見水位再上升。氣球實驗的部分也可以看到先扁掉、後膨脹,之後又再扁掉。我們的實驗方法可以明確的證明出,鋼棉遇酸性環境時,會先消耗氧氣、產生氫氣、再消耗空氣,與理論相吻合,就像植物吸二氧化碳吐出氧氣一樣,這就是我們所說的鐵鏽也會呼吸喔!

「排水口」上見真章

本研究是從自然與生活科技領域中「晝夜與四季」單元出發,先探討地球自轉所造成的科氏力是否對排水時的漩渦有所影響,再探討排水時的各種現象,實驗後我們有幾個重要發現:「排水口」排水時所產生的漩渦位置會因樣式的不同而有所差異,漩渦的方向也會因水槽的對稱性、水管的擺放位置而有所改變,和科氏力無關;更有趣的是,只要「排水口」上小圓洞的總面積一樣,水槽內的排水時間就會相同。自從完成本研究後,我們開始要對生活中平凡不起眼的「排水口」刮目相看了。