全國中小學科展

第三名

離子電遷移率的測量研究

電解質水溶液滴上染料,外加互相垂直的電場和磁場後,離子受到勞侖茲力而移動,因黏滯力作用而形成漩渦偶極子;由漩渦偶極子的位置隨時間變化,可算出離子的電遷移率和。兩種離子的電遷移率不同,對染料的衝量不同,而使漩渦偶極子偏移,由偏移量隨時間變化,可求得兩種離子的受力的差。 由電流隨外加電壓的變化可以算出兩種離子的電遷移率和;由霍爾電壓隨外加電壓的變化可以算出兩種離子的電遷移率差,進而算出兩種離子的電遷移率。 霍爾效應法因待測量少,測量得到的電遷移率誤差小;漩渦偶極子法待測量多,測得的結果準確度較小;漩渦偶極子法易控制恆溫,適合探討離子的電遷移率 隨溫度的變化。

「鋁」戰「鋁」勝 --- 可撓式鋁電池的研究

本研究旨在製作可撓式鋁電池因應可撓式電子產品的發展。我們G1(第一代)電解液配方為pH=3氯化鋁-醋酸與醋酸鈉緩衝溶液,在G2(第二代)加上澱粉製成乾式電池,在電解液中加入石墨,但研究顯示電解液中的石墨粉不具夾層效果,鋁電池充電電壓2~5V,以最高5V進行充放電實驗。取碳粉與各種膠體製作可撓式導電布取代正極固體石墨棒,最佳正極改質配方為75%炭煙導電(紗)布,溶劑為透明漆。在負極鋁片上塗卵磷脂,藉由疏水性降低電極短路,可提高電壓並延長放電時間。電池在G3~G4代模組中發現單層宣紙隔離層效果最好,正極添加二氧化錳去極劑隔絕層可使電流提高2.3~4倍左右,目前G4模組可穩定放電8天以上,平均功率有2.5mw,估計電量有192mAh。

喝水鳥能源運用

我們藉由喝水鳥的擺動,造成線圈與磁場相對運動,依據法拉第及冷次定律,產生感應電流。 由於喝水鳥是透過溶液揮發進行能量轉換,因此推測濕度對其有影響,經實驗證明乾燥時喝水鳥的效率較潮溼時高。 我們以酒精燈加熱喝水鳥周圍環境溫度,探討溫度對它的影響。經實驗後證實環境溫度也是影響喝水次數的因素。環境溫度過低,喝水鳥的喝水次數會降低。 我們將“讓喝水鳥多喝水”設為目標,因推測溶液會對其喝水次數產生影響,所以我們調配了多組不同的溶液進行實驗。發現95%的乙醇效果最好。 結合以上實驗,發現喝水鳥裝置在溫度高、乾燥的地方,喝95%的乙醇,效果會最好,因此希望能發展成”利用室溫環境熱能來發電”的綠能產品。

白花水龍的形態與適應

暑假期間,我們到成大生物館參觀,在水池中看到漂浮在水面上開著白花,又長了很多白色根的水生植物,老師說:「那是柳葉菜科的水龍」。奇怪!柳葉菜科的植物,應該是溼地植物,然而水龍卻生長在水面,是什麼因素使它能在這種環境中成長?或是因為偶然的因素,長在這種環境中?引起我們的興趣,而決定做進一步的探討。

尋找探討隘寮溪古河道的界線:以土壤性質差異進行初步探討

藉由瞭解隘寮溪古河道的土壤性質,進而以此尋找探討隘寮溪古河道的界線。本次研究結果如下 一、古河道土壤表土層粒徑分布,砂粒最多在中段區域,其次上段區域。黏粒以下段最多,中段區域最少。 二、土壤滲水和質地有關,土壤含砂量越高,水越容易往地底下滲透;土壤含黏粒越高,水較不容易往地底下滲透 三、土壤含有石灰物質只有麟洛鄉民族路表土層,其土壤pH值最高。 四、土壤酸鹼值大部分介於5.2-6.9,屬微弱酸性土壤。 五、電導度只有竹田鄉文筆路超過600 us/㎝。表土層適合一般農作物的EC值(600~350 us/㎝),只有內埔鄉永田路。 六、內埔鄉87鄉道極可能為古河道中段之右岸界線;長治鄉復興路極可能為古河道中段之左岸界線。

發糕膨發條件之探討

本研究希望找出發糕膨發之關鍵因素,首先,我們針對加工條件(滴水問題、火力大小)及原料配方(發粉含量、麵粉含量、水分含量)進行探討,由實驗結果顯示,滴水問題對發糕膨發之影響並不明顯,火力大小以大火的膨發效果為較佳;麵粉含量越高、水分含量越低,則膨發情形越好,推測可能與糊液黏度有關。我們進一步進行一系列的驗證實驗,由實驗結果顯示,黏度確實是影響發糕膨發之關鍵因素,因為,糊液黏度越高,則較易保留發粉產生之氣體。此外,我們藉由實驗證實,預糊化是提高黏度最佳的方法,就算是使用100%的純米漿製作發糕,雖然初始黏度偏低,但只要經過預糊化處理,適度提高糊液的黏度,也可以製作出膨發程度很好的純米漿發糕。

東興地區\n─莫氏樹蛙生殖行為調查研究

去年三月份,母親在居家的蓄水池壁上,撿到了一團類似肥皂泡沫的東西,當時我並未特別注意。大約過了五天後,放在水族箱中的肥皂泡沫,竟然有小生物在嚅動,仔細一看,好像是蝌蚪,興奮地拿給老師看,老師說:「是莫氏樹蛙!」;並鼓勵我做莫氏樹蛙生殖行為的研究。於是我夥同了東峰、彩玉,將我家鄉?東興地區的莫氏樹蛙做了一年的生殖行為調查研究。

水壓下的化學現象

課堂實驗幾乎都是在常壓下進行,我們將ㄧ些變化比較慢的現象,轉移到水壓之下進行,做了許多實驗後,發現有些具有壓力效應,有些沒有顯著的壓力效應,本文敘述的是溶解、擴散、萃取、滲透……等情形,這些現象都隨水壓的增加而增強。我們加壓的操作方法是利用樓梯間,從頂樓將半透明塑膠軟管充水下垂到不同的樓層,塑膠軟管下端密接小鋼瓶,水壓加上大氣壓最大可達到相當於2.6 大氣壓,因此,我們就可以在不同壓力下,觀察小鋼瓶內的化學現象。此外,我們探討不同大小的水壓下生成氣泡的現象,自行設計了氣泡實驗裝置,這個裝置可以在不同大小的水壓下生成氣泡,並且可以測量氣泡的體積。我們發現水壓愈大時,壓送空氣從水中生成氣泡的壓力也要增大,而生成的氣泡體積也愈大。

飛舞的仙子──沖繩小灰蝶

我家對面有一座小公園,每當我到公園玩時,都會看到一些灰色的小蝴蝶在公園裡翩翩起舞,後來也在許多地方發現這種小灰蝶的蹤影。 為了對牠的行為及生長情形有深刻的認識,於是我們在老師指導下,以三年的時間,利用課餘及閒暇時間從事小灰蝶一連串的觀察與研究工作。

正確應用,讓它更強

前年科展,學長們曾在支柱的變形變因及平穩度中做過深入的探討,今年我們仍在架構上求探討──“樑的點點滴滴”,期望由平時的觀察試驗中,有更大的發現,使我們在架構學上得到更多的啟示,於是科研小組仍在老師、父母的共同指導下,作了以下一連串的研習活動。