全國中小學科展

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第二名

分子大小測定之研究-肥皂膜的實驗

在國中二年級的化學課本第六章第一節裏,我們學習了測量硬脂酸的分子有多大。此實驗是將一定量的硬脂酸石油醚溶液,滴加於水面上,由於表面張力而展開形成一層薄膜,然後量其表面積,由體積÷面積=厚度,而此厚度就是硬脂酸分子的大小了。但是全班同學在結束此實驗後發現,由於硬脂酸展開方式不同,產生了很大的誤差,因此同學們開始對此實驗進行討論,討論產生誤差的可能變因。將此討論結果,歸納出五大因素如下:(一)滴加一滴硬脂酸石油醚溶液的體積,無法正確的量出。(二)所使用的硬脂酸的特質。(三)滴加時,滴管到水面的高度。(四)水的溫度、硬脂酸的溫度,以及薄膜展開情況。(五)滑石粉的特質(粗細)。以上是我們討論出可能產生誤差的原因,由於班上沒有時間再設計實驗裝置來做進一步的驗證,因此延到假日再詳細的檢討,經老師的同意,設計實驗裝置,同時選擇幾種物質來做,其結果肥皂水效果很好,故改用肥皂水來做,從肥皂水的結果來證明產生誤差的因素,實驗設法使此誤差降低到最小。同時提高其正確性。因此實驗包括實驗裝置的設計,及表面張力等。完全是屬於物理關係”故參加物理科的展覽。

遊孟湖探地層

「小朋友!歡迎你到汐止遊山玩水」參觀二十四屆全國科展時,琳瑯滿目的作品中,以臺北縣崇德國小林珠鸞老師的這件佳作,最吸引我們注意,林老師搜集了汐止鄉土的各種地球科學相關資料,讓我們認識了汐止的特殊地形及地質。 為了揭開它神秘的面紗,我們便踏上汐萬公路,只見群山環繞,溪水清澈的郊野,不但令人心曠神怡,而公路兩旁的地層露頭,更令我們有許多意想不到的發現:岩層中夾有水流狀的漣波層、滴水的鐘乳石、動物走過留下的生痕化石、河床上的貝類化石……變化多端的岩層,像一本又厚又重的石頭書,上面還記載些什麼呢?我們迫不及待的想知道:它除了保存化石之外,是否還藏有肉眼看不見的小精靈呢?於是在遊夢湖之餘,決定調查從汐止到夢湖之間的地層真相。

鑲嵌問題──從平面到空間到球面

在日常生活中,我們到處可見許多磁磚、壁紙,都是利用邊長相同的正多邊形組合而成。 甚至大自然界的蜂窩形狀(如圖)亦正是正六邊形鑲嵌而成。 到底那些正多邊形的組合可鑲嵌成一個面呢?依此問題,平行類推,到底那些正多面體(或「半正多面體」)的組合可鑲嵌整個空間呢?這個問題,引起我們的興趣。

安美地區農地之調查與土質探討

本校位於安美地區之中間地帶,也可以說;四周環繞著農地。上作物栽培課時,發現荒地實在太多了,雖然想多挖一塊地來栽種蔬菜,但終因能力有限,時間不足而打消此一念頭。因此感到非常難過;有地而沒人種,不是太浪費了嗎?本地區又為金門的心臟地帶,同時也是反攻大陸的前哨。在軍事上和經濟上更需要有充分的準備,因此在農地的利用以及農作物的栽培,更要求得最高效率與收獲,故對土壤的性質反成分,更需要作進一步的了解。照理,本地區農地廣濶,水源充足,若能妥善的利用,有計畫的種植各種作物,必能使成為富庶之地。但由於近年來受到人口外流的影響;人力不足,使得荒地逐慚增多”因而農業機械化已是必然的趨勢,且政府也非常重視這件事,積極擬定農業推廣計畫,鼓勵青年推展農業,優惠農民貸款,增加農民收益。由以上種種因素激起我們研究本地區農地之興趣,但因我們對這方面的知識非常缺乏,根本不知如何著手,所以只好請老師指導,老師很高與的答應了,並為我們收集有關資料及指導我們進行各項調查與研究。

當歐姆遇上阿瑞尼士

本實驗在探討當電解質溶液通電時,其電壓與電流的關係是否有何規律?我們針對不同種類、不同濃度的電解質溶液通以電壓時發現隨著電壓的增加,電壓與電流的關係圖會有明顯的兩個區域產生: 1. 絕緣區:儘管兩極有電位差,但卻測量不到電流。 2. 導電區:隨著電壓增加,電流也呈等比例增加,兩者關係為一斜直線,其斜率為一定值,與歐姆定律相類似。為了與歐姆電阻值做區別,我們稱這個斜率值為「歐姆離阻值」。接著我們又探討兩極的距離,面積對「歐姆離阻值」的影響,驗證電解質溶液在導電區也有 的關係,最後還探討溫度、濃度以及串並聯電解質溶液對「離阻值」的影響。

翹楚—探討相剋物處理下根部上翹的機制

種植小白菜時,偶然看到其在鳳凰木汁液下會有根部上翹的現象,我們深入探討與進行一連串實驗後發現:根部上翹可能為一生存機制,讓其逃離相剋化合物逆境。在驗證根上翹不是滲透壓造成後,我們發現莖也參與此機制。其中,根的根系減少、且可能藉由提高澱粉酶活性降低根尖澱粉體含量,失去向地性而翹起 ; 莖則變粗、變重及彎曲,使植株質心偏移,根部上翹。我們驗證了根部上翹的訊息傳遞因子為ROS與鈣離子:鈣離子會刺激Rboh酵素產生ROS累積,兩分子可能是透過正回饋來累積濃度後,再進而影響根莖的生理變化造成上翹,使小白菜能藉此逃離逆境。未來將深入探討ROS與鈣離子在此機制中的交互作用,並深入了解IAA對根尖上翹的調節。

探討台灣地區季節變遷之氣象因子差異

地球科學課本上提到:臺灣冬夏受不同氣團的影響,冬天盛行東北風,夏季盛行西南風或東南風,可是不同的季節,除了氣溫、風向轉變外,其他氣象因子是否也有季節性差異?高空的氣象因子是否有季節變遷?

改良型水的電解與合成裝置

去年奉派到師大參加實驗室管理講習,化研所蕭所長介紹一種簡易的「水的電解與合成裝置」。蕭所長鬆愉快的解說,啟發了每一位學有的濃厚興趣,作者也深深覺得具有完美的實驗性能-可分解水成氫及氧,再借高壓點火合成水-在教學上極具有價值。惟於詳細分析之後,發覺有幾點可以再改良的地方,為求更能達到教學效果,返校後立即著手研究。

相對運動中─渦流與升阻力之研究

每見飛機翱翔於天際,便對飛機飛行產生無比之關注與興趣,為何能飛行?飛機的機翼又為何如此多種?飛行中由於飛行的角度不同,在潮濕的天空中,機翼及機尾會產生許多的渦流,在不斷地觀察中令我沈迷不已!也試著製作機翼,產生各種煙霧,探討飛機在飛行中相對運動、渦流是否會造成飛機之阻力或升力、失速或災難等。藉由一連串之實驗、設計、測試與改良,我們獲得許多寶貴之經驗及紀錄。希冀對物體運動學有所助冀,且對飛機機翼的未來發展有所助益。

神奇的奈米光觸媒(TiO2)Magical Nano-Photocatalysts

近十幾年因為工業化後,河川及海洋常遭受工廠排放的廢水所污染,因此本實驗擬將奈米光觸媒照射紫外光後會產生氫氧自由基(OH‧)攻擊(氧化)有機物的特性應用於染整業廢水之脫色及曠化處理上。研究中採用染整業者常用的黑色偶氮性染料(Reactive Black 5)作為模擬染整業的廢水;光觸媒反應器中的奈米二氧化鈦(TiO2)光觸媒則採用台灣光觸媒公司所生產的光觸媒水溶液;照光方面則選用波長最接近可見光的UV-A(365nm)的燈管來模擬太陽光。實驗結果顯示在酸性環境下的處理效果較中性及鹼性佳,在pH=3 時,總有機碳(TOC)移除率可達到80%,且色度移除率接近100%。