全國中小學科展

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第二名

葉子、花、果汁的染色及顏色變化的研究

在秋季時老師帶我們到郊外去旅行,我們在草地上打滾,追逐以及吃水果時同學們的衣服上著了許多花、草、果汁的顏色我們想利用各種液汁來染紙,染布是一件有趣的事,我們就開始研究學習。

缺水就世主-乾燥式環保免水馬桶

面對近年來頻傳的旱災,我們只能夠實施省水計劃、減少用水。台灣家庭沖水馬桶的用水量約佔全家用水量的3 成左右,傳統馬桶每次沖水量約在12 至15 公升左右,而新一代的省水馬桶每次只需6 至9 公升,不過還是須使用5 公升以上的水。乾燥式環保免水馬桶,具有省水、環保之功效,具有質輕、方便好用和設備便宜等優點,且冬天上廁所時也較不冷,可事先預熱,才不會因裸露的臀部感覺寒冷使肌肉緊繃,也可增加血液循環、放鬆臀部以幫助排泄。我們將糞便烘乾,取得乾燥的糞便後,可拿來回收做肥料或是燃料;尿液則可和糞便分離,提煉具有經濟價值的尿素。

虎山溪的秘密—生物指標、矽藻藻屬與河川水質的關係

(一)我們再虎山溪找到了--網石蠶稚蟲、蜻蜓幼蟲(春蜓科、晏蜓科、勾蜓科、弓蜓科)、豆娘幼蟲(細蟌科)、錐螺等生物,代表虎山溪的污染程度並不嚴重,水質尚屬良好。(二)水棲生物具有定居性,可以反應局部地域性的狀況,也可以顯現長期污染及各種污染對生物的綜合效果。(三)水中附生的藻類長生長在固定的石頭上,經過水質環境變化的長期衝擊,能適應水質的藻屬自能在此繁殖,使族群擴大,不能適應水質的藻屬便會減少,甚至消失。(四)矽藻藻屬指數(GI)=(曲殼藻屬Achnanthes+卵形藻屬Cocconeis+橋彎藻屬Cymbella/小環藻屬Cyclotella+直鏈藻屬Melosira+菱形藻屬Nitzschia)(五)矽藻藻屬指數(GI)值的大小與水質的好壞成正相關,其值越大,水質越好,實際對應關係如下:A:極輕微污染GI>30B:微汙染30>GI>11C:輕度污染11>GI>1.5D:中度污染1.5>GI>0.5E:嚴重污染GI<0.5(六)以虎山溪目前的水質而言:水棲生物與矽藻藻屬指數(GI)在水質污染的判定上沒有顯著的差別,可以作為互相參考的依據,若能再參酌理化參數,在水質的判斷上會更加更完整。(七)矽藻藻屬指數(GI),在水污染的分析上有其方便性;在採樣時,對河川生物、棲地所造成的破壞性也較輕微,對學生而言,使用的器具較容易掌握,所以,是監測河川水質一個理想的研究方法。(八)根據矽藻藻屬指數(GI)顯示:虎山溪為輕度污染的溪流,應加強宣導前往該處休閒遊憩的遊客們有水質保護的觀念,對於上游農家也應一並宣導,避免水質進一步惡化。

蚯蚓

剛開學就是幾個連續雨天,庭園裡點綴了許多小坵,走進仔細一看,原來是蚯蚓排出的糞便。記得上個學期老師才教過我們利用肥皂水,對著這些洞口灌水。不一會兒,果真跑出來了一條又肥又大的蚯蚓,弟弟高興的不得了,愈灌愈有趣,不知不覺以灌了一大堆,我靈機一動,想:「我何不帶到學校利用團體活動課時間,好好研究一番呢?」第二天到了學校,我與同組的小朋友商量,大家非常贊成,於是我們在老師的指導下,展開了對蚯蚓的研究。

氫離子濃、溫度與加熱時間對澱粉水解的效應

從生物學上,我們知道澱粉可以經由唾液中酵素的分解而成為簡單的糖,我們也想知道胃液中的鹽酸除了殺菌之外是否可以幫助澱粉的分解?在化學第三冊我們剛學過酸的水解,於是我們請教老師胃液中鹽酸 PH 值人約多少?胃酸是否可以促進澱粉之水解?如果不能,那麼鹽酸的濃度要多少才能使澱紛水解為糖?除了酸的濃度之外,有沒有其他可能影響澱粉水解之因素?因此我們設計了以下實驗。

察顏觀色有一套,酸鹼『光』看就知道

水溶液在廣用試劑檢驗下會呈現不同的顏色,根據顏色變化可判斷水溶液的酸鹼性質及強弱,但有時顏色相近不易比對,色盲或色弱的人甚至無法辨別色系。利用我們實驗出的廣用指示劑與待測溶液的比例檢驗,再配合自行研發的『光電池酸鹼計』,可將不同pH值水溶液所呈現的顏色予以量化,不僅可判別水溶液的色系來『快篩』水溶液的性質,亦可依水溶液顏色的深淺進而判斷其酸鹼性質的強弱。最後我們設計出【pH值-顏色-電流值】對照表,讓我們所設計的『光電池酸鹼計』在使用時更加方便。

模「飯」生

本研究主要是研究要如何蒸出好吃的飯。一開始我們查到四種煮飯方法,但是瓦斯、電鍋煮飯的技術有點難,第一次很難成功,電子鍋煮出來的飯又沒有我們去買蒸的飯那麼粒粒分明、那麼好吃,所以我們想研究如何用最方便的方法蒸出好吃粒粒分明的飯。 研究中為了把感覺變成科學的數字,我們設計了「自製測硬度器」、「自製測黏性器」,用科學的方法來測量飯粒的硬度、黏性。 最後我們不但找到蒸出「粒粒分明的飯」最簡單的方法、利用「改變蒸的時間」就可以輕鬆調整飯的硬度;冷飯也只要短短6分鐘就可以變好吃,而且我們還利用蒸飯多餘的蒸氣幫助加熱水來煮湯,節能減碳,飯還是「蒸」的最棒!

海洋密度流之探討

本研究利用簡易器材自製實驗裝置,模擬海洋中的密度流現象。實驗\r 方法為配製濃度或溫度不同之鹽水,模擬不同密度之海水,使用自製裝置\r 觀察它們在接觸時所產生的交互運動,並比較溫度、鹽度差異及旋轉效應\r 對其交互運動和速率的影響。實驗結果說明,海洋中之海水密度流,是由\r 於海水溫度、鹽度之差異,造成海水密度不同所形成,但其流動緩慢,且\r 外加旋轉作用對於密度流有顯著之影響。此外,本研究自製之模型裝置,\r 具有操作簡易及結果容易觀察之特點,可應用於國中自然科之教學上。

洋蔥會破壞紅血球嗎?

很早以前就曾聽人說過:「洋蔥會破壞紅血球,有貧血的人不能食用」,當時曾聯想到洋蔥是人們日常喜愛蔬菜之一,尤洋人為甚,若能引起貧血影響健康,那不是很糟嗎?當學校舉行第三屆科展時,就想到了這個問題,於是在老師的協助下,開始收集資料,果然在一本石JAM.VETMDE ASSOC 160 ( 3 ) : 323.327.Illus.1972 雜誌上看到一段記載,大意是說有九匹馬飼養在小而遍佈野洋蔥( Wild onion )的牧場上,檢驗其中兩匹馬,均發現有貧血及黃膽症狀,而且紅血球形態亦呈變異的情形,於是我們想到野洋蔥和人們食用的洋蔥是否具有同樣的作用呢?為了解決這一問題而開始看手研究的計劃。

七彩的白色小球-探討奈米自組裝變項的交互作用

光子晶體製程,是以苯乙烯為單體,十二烷基硫酸鈉為分散劑,過硫酸鉀當做起始劑,提供自由基誘發自組裝聚合反應,形成奈米到微米級的白色聚苯乙烯膠態溶液。將此膠態溶液滴於玻片上,以50~55℃加熱,在蒸散過程中,藉由毛細、界面力作用,自組裝結晶,從無序結構,變成有序的聚苯乙烯光子晶體,透過光照呈現艷麗色彩。由探討製程條件,發現: 1.加熱時間、溫度、單體濃度、分散劑與起始劑濃度,會影響自組裝晶體球尺寸 2.由球體自組裝變項,歸納製程間的交互作用 3.由球體尺寸對色光波長折射,發展簡易尺寸檢測法實驗發現:利用變因間的交互作用,除簡化流程,降低製作難度外,還可調配製造出不同尺寸的聚苯乙烯球,進而自組裝出各種顏色的光子晶體!