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第三名

許我一個長命泡泡吧!---氫氣泡泡會比較長命嗎?

泡泡好美麗,可惜都很「短命」。金氏世界記錄裡最長命的泡泡可以活一年,我們試?找出使泡泡「長命」的方法。因為吹出來的泡泡極難掌控,我們用注射針筒將泡泡打在玻璃片上,形成一個半球形的薄膜泡泡,如右圖。並設計實驗來探討多種變因對泡泡存活時間的影響。結果我們做的最長命的泡泡活了4 天又13 個小時!這個記錄用的泡泡水配方是 Joy:水:甘油=1:60:8,半球泡泡半徑3 ㎝,填充氫氣並將泡泡關在小箱中。觀察泡泡的生命史,我們將它先後分為「白膜期」、「彩虹期」、「幻影期」及「水牆期」。分別用不同氣體打成泡泡,發現只有二氧化碳泡泡會迅速縮小,可見二氧化碳的「穿透力」驚人。

轉廢為寶點石成金

本研究希冀『轉廢為寶 點石成金』,以石材廢泥為研究材料,利用熱處理方式燒製混凝土廣泛使用之常重粒料及輕質粒料,轉危機為商機,減少環境污染與衝擊,傳承永續經營之居住環境。經化學組成研判本研究之石材廢泥應為花崗石廢泥,且符合燒製輕質粒料之膨脹範圍,以不同的燒結氣氛進行再生粒料之燒製實驗,探討燒結溫度(1050℃、1075℃、1100℃、1125℃、1150℃)及燒結時間(5分鐘、15分鐘、60分鐘)之影響。試驗結果顯示,常重粒料之燒結溫度至少需達1100℃以上,且燒結溫度控制遠比燒結時間的掌握來得重要,燒結溫度1125℃、燒結時間15分鐘可達燒製常重粒料之最佳效果;而燒製輕質粒料最佳情況為加熱達1100℃,再放入高溫爐中燒結15分鐘,可燒製出比重為1.25之輕質粒料。

纖維素水解的探討

(一)水解時間對纖維素水解很重要,因反應器內進行著如下的兩個反應: 纖維素葡萄糖,葡萄糖 副產物(包括甲酸、果糖酸、甲基糠醛)初反應是纖維素水解,需一定時間完成;此外葡萄糖溶液停留時間的增加,將使更多的葡萄糖轉化為副產物,故隨時間的增加葡萄糖的量有下降的現象。 (二)催化纖維素葡萄糖的效果是:鹽酸催化劑組>順丁烯二酸催化劑組,但葡萄糖副產物的反應中,鹽酸催化劑組的降解率為85﹪,而順丁烯二酸催化劑的降解率為15﹪,因此需長時間加熱時,最好採用順丁烯二酸為催化劑催化否則得不償失。 (三)無機酸催化劑組其催化纖維素水解的效果隨溫度增加而增加,但在140℃時Cu2O的量增幅變小,且在160℃Cu2O的量變小很多,這是因反應器內進行著如下的兩個反應: 纖維素葡萄糖 葡萄糖副產物 在較低溫時K1的增加值大於K2,但隨溫度提高K2的增加值會逐漸大於K1,因而Cu2O 的量增幅變小甚至在160℃Cu2O的量變小。 (四)有機酸催化劑組,其催化纖維素水解的效果隨溫度增加而增加,但在140℃時Cu2O的量增幅較無機酸催化劑組大,且在160℃時Cu2O減少的量也較小,這是順丁烯二酸催化劑組在K2葡萄糖降解率較小的原因。

揭密「磁浮列車」

從小,我就對磁鐵這種礦物感到新奇,而近幾年又出現一種利用電磁鐵的磁極變化來產生動力的交通工具----磁浮列車。所以我就上網蒐尋相關資料,結果卻意外的發現一整套的磁浮列車模組,因此我就針對它的各種模式加以變化,並將地形的變化融入研究中,做為這次的研究方向。在這次的實驗中,我探討了(1)磁軌排列方式及間距(2) 車底磁鐵的排列方式、方向及間距(3)側面磁軌NS極、堆疊數目及間隔,並在最後將以上的最好變因融入高低起伏的地形中,做出一款只需些微動力就能向上、下滑行且效果最好的磁浮列車。

愛玉~愛在凍結時

愛玉製作的建議比例是【愛玉子:水=1:100】,此比例於常溫下約放置30 分就可達到不錯的凝結效果。低溫不利於愛玉的凝結,搓揉後置放地點的溫度越高,愛玉凝結的速度越快,且搓揉後置放地點的溫度高低對愛玉凝結速度的影響大於搓揉時水的溫度高低。搓揉時間會影響愛玉的凝結速度,但對彈性影響不大,最多搓揉時間不要超過15 分鐘。愛玉放置越久,化出來的水會越來越多,須儘早食用。用雙手搓揉是製作愛玉最好的方法。用白開水、糖水、綠茶也可以達到不錯的凝結效果。利用肥皂水測試所用的水的硬度,鈣、鎂含量最多的是~枕頭山水火同源、枕頭山標高300M 的水,這些水來自石灰岩地區,所含礦物質十分豐厚,因此愛玉能在2-5 分鐘就馬上凝結了。在蒸餾水中添加不同劑量的氯化鈣、氯化鎂、氫氧化鈣,結果中性的氯化鈣、氯化鎂溶液無法使愛玉凝結;但是若加入適量的飽和澄清氫氧化鈣溶液是可以使愛玉達到很不錯的凝結效果的,過量或不足都會讓愛玉顯得太軟或根本無法整片凝結。我們無法由溶液原本的pH 值來判別是否能使愛玉凝結,但愛玉在經過搓揉後會使水溶液的pH 值降低,等到完全凝結後的pH 值會更低。

利用熱力學探討香蕉泥中過氧化酵素熱變性反應

本省香蕉常因生產過剩,沒人要而亂丟棄,任其腐敗,多麼可惜。目前為何尚無法拿它來加工,主要原因是香蕉在加工過程中,有嚴重的褐變現象。目前尚找不到有效方法來克服。一般食品在加工前必須先經殺菁(以熱破壞酵素)手續以抑制酵素褐變,香蕉的褐變非常特殊,兼具有酵素性褐變和非酵素性褐變,當以熱來破壞酵素以抑制酵素褐變,若加熱溫度與時間超過,卻相反地促進非酵素性褐變,本研究主要探討一種迅速又經濟之方法,能測出殺菁所需之「溫度與時間」之組合,有效地破壞酵素活性,抑制酵素褐變,同時又不會引起非酵素性褐變。

給電梯一個大腦─電梯邏輯之研究

「 搭電梯」已經成為日常生活的一部份:從走出家門、進人辦公室、出外洽公、甚至停車塔內,無一處不使用電梯,但是您可能會對電梯的「不夠聰明」感到不耐。舉例說:明明電梯內已經擠滿了人,但它還是一層層地開門接客;明明只差幾步就可跨進電梯,但它還是無情地閉門而去。一般人可能認為這個情況並無法改善……。\r 美國奧的斯電梯公司(Otis Elevator Co . )為此利用「模糊邏輯」( Fuzzy LogiC )及「神經網路」等形式的人工智慧,重新設計電梯的邏輯控制,使其提供更好的服務。原本認為電梯的邏輯役什麼好發展的我們也想嘗試看看,要如何改進電梯的效率。

薑、蒜、洋蔥及辣椒對大腸桿菌生活的影響

在高中生物學上冊第九章細菌課文中,曾討論到食物的防腐及如何殺菌,同時在報章雜誌上常常可見一些有關辛辣食物殺菌的記載,使我們懷疑這些辛辣食物殺繭能力強弱如何?我們收集資料及請教老師的結果,找不到關於此方面的實驗資料。所以我們就想以實際的實驗來證明,那些食物確實有殺菌能力?是新鮮的或煮熟的殺菌能力強?但因限於知識,時問及實驗設備的不夠我們然以培養基中菌落的多寡來比較薑、蒜、洋蔥、辣椒等四種材料,在煮沸或新鮮時對大腸菌生活的影響及殺菌的能力。

不可思議的小尖冰~探討水珠結冰的特殊現象

透過小小水珠的結冰,我們發現令人驚奇的神奇現象!加蓋的水珠結冰時,底部與側邊會先結凍,內部的水最後結冰時只好往上頂出,因此形成像桃子狀的可愛冰尖凸。其結冰的過程,通常會有過冷現象,只要加入其他物質使其溶於水,就不會形成冰尖凸了。在有出風口的傳統冰箱下結冰,不加蓋比較不容易形成冰尖凸,冰尖凸的形成與否,深受風向干擾。而水珠的結冰,若是有冰尖凸的,高度的變形比大約為一點多倍,寬度則接近一倍,表示底部與側邊先行結冰時,底面積不會擴張,而是將水往水珠中央頂部推擠,才會形成冰尖凸。若沒有冰尖凸的,則高度與寬度會同步進行膨脹,但高度還是略比寬度多一些。另外,我們也嘗試尋找形成冰釘的條件,並與冰尖凸做比較。

水中的芭蕾舞者—利用比重的原理判斷雞蛋的新鮮度

這次的實驗,主要是利用市面上各賣場及便利商店所販售的雞蛋,和直接由雞場取得當天所出產的雞蛋,經由實驗與計算,比較其密度是否相同。所謂密度即單位體積的質量,而攝氏四度的純水密度則定為1。我們模擬將雞蛋存放在不同環境(春、夏、秋、冬及冷藏)與包裝(鋁箔紙及保鮮膜)儲存時,每顆雞蛋每日密度的變化。經過三週的實驗後,我們發現溫度及包裝都會影響雞蛋的品質。在溫度較低的儲存環境中,雞蛋密度的變化較溫度高時來的小。另在相同儲存環境下,直接存放又比被鋁箔紙包裹後存放的雞蛋密度變化大。更值得一提的是,在相同的儲存條件下,我們發現紅蛋密度的變化比白蛋來的大。藉由這個實驗使我們更清楚的知道新鮮雞蛋與陳舊雞蛋的差異。