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第一名

「滴水成石」--鐘乳石形成之研究

鑽石、寶石我不愛,我就酷愛鐘乳石。路過藝品店展售鐘乳石的櫥窗總是讓我凝視良久; 出門旅遊,只要聽說那裡有鐘乳石洞,我一定央求爸爸特別繞道前去瀏覽一番。細說緣起....該感謝屏東鄉下一位愛石成痴的林景文先生的啟蒙。那是小學六年級時第一次到墾丁旅遊的路上,蓬萊化石博物館的招牌吸引我們全家入內參觀,當時對林景文館長自水泥礦區搶下許多大大小小鐘乳石的過程,特別在我小小心靈烙下不可磨滅的印象,也種下日後我對鐘乳石情有獨鐘遠因。我的母校--萬華國中是一所歷史悠久的學校,校園中常有如成群覓食的斑鳩、在樹間跳躍的松鼠、隨風飄落的木棉花等令人驚豔的景觀出現。去年回母校參加校慶到視聽教室拜訪老師,在走廊上發現磨石子地板上隆起了一塊約40平公分大令腳底阻滯的突出物,我蹲下仔細瞧一瞧...發現它並非水泥,也和周圍地面的材質不同。它到底是什麼?又從那兒來的?正感納悶,一滴水突然從頭頂滴下來,抬頭一望; 哇!好漂亮的白色管狀物倒懸在天花板上。這是什麼東東呀?為何以前往返教室數十回從沒發現過?莫非它就是常聽老師提起的鐘乳石!鐘乳石為什麼會長在這裡?起我研究的興趣。也展開長達半年多無怨無悔的調查、實驗歲月。

極性及非極性分子的研究

在化學課本(束華書局第七章)上講到化學分子極性與非極性分子,其內容是電偶極向量和不為零者為極性分子,反之為非極性分子。同時,在上課時老師所放映的幻燈片(東華書局製作的極性非極性幻燈片),看到用毛皮摩擦過的塑膠棒或用絲絹摩擦過的玻璃棒對各種樣品(乙醇、丙酮等,預先放入長滴管內而連續流下來)靠近來辨別極性與非極性,若能使樣品下降的運動軌跡偏向者為極性,不偏向者為非極性。但卻沒有比較各種樣品極性的大小,更進一步的當時我們就在想,是否能用更適當的實驗方法,找出極性之大小與其他的物性或化性等之關係。於是我們開始請教化學老師更詳細的對我們講解極性與非極性的原因、理論、特性等等。由找一些資料(如樣品的沸點、比重、分子質量等)。囚為樣品若有極性,會被摩擦過的塑膠棒或玻璃棒所吸引而偏向,那就表示與電力有關,所以我們又請了物理老師來指導,有關電學、力學等常識。最後經過多次的改進才完成這次的實驗。

電解銅、銀和電子莫耳數的關係

於電解銅、銀實驗中,目的暸解銅、銀反應之莫耳數比為 l : 2 進而得知銅、 銀析出量與電子數莫耳比值為 l : 2 : 2 的關係。依據現行高中化學實驗, 電流無法保持 l.0 安培,又析出銀是不可能。經多次嘗試已經改進可順利完成實驗。又依現行實驗教材, 5 %漂白液(次氯酸鈉)與 0.17MCo(NO3)2(aq)混合,僅見及藍色物出現,並不能依內容行催化 OCI 析出 O 2(g)。經改進以雙氧水代替,可以多種試劑催化析出氣氣,以完成反應速率之研究,奈於時間有限,此實驗尚於設計中。下列謹示出電解銅、銀實驗的部分內容。本次研究改進使本校化學實驗順利進行,提高學生對化學之興趣甚鉅。

紅!藍!用光譜分析探討平衡系與勒沙特列原理暨其能量變化測定實驗之設計

我們知道用氯化亞鈷試紙可以檢驗水的存在,高中化學課本告訴我們氯化亞鈷之稀水溶液為淡粉紅色,去水後即變為深藍色。氯化亞鈷此種性質可用於製造隱形墨水(invisible ink),另一用途為製造天氣預報計。由課本知道了這些氯化亞鈷性質卻不知道其中的原因,在高中化學新教材平衡常數和勒沙特列原理實驗中討論到CrO42-與Cr2O72-顏色變化,所以我們想到氯化亞鈷顏色變化是否也符合勒沙特列原理呢?鈷是過度元素,能夠形成特殊化合物是否與錯離子有關呢?氯化亞鈷水溶液顏色變化是否涉及能量變化?為了徹底了解這些問題以揭開氯化亞鈷顏色變化謎底,所以自行設計此實驗來研究氯化亞鈷水溶液紅藍變化有趣的化學反應。

驚光失色—維他命 B2 的變色密碼與紫外線量測

本研究是因維大力汽水照射陽光後的黃綠色螢光突然消失,引起我們去探究影響它變色的可能變因,發現維他命 B2 不易氧化,還算安定,但仍會受溫度、鹼性物質及光線的影響。尤其陽光中的紫外線會破壞維他命 B2,變色最明顯,於是利用維他命 B2 顏色的消失,探討以它來測量紫外線級數的可行性。

當哈利遇上莎莉!---論地形效應對颱風結構與路徑的影響

本研究利用37個西行侵台的颱風個案,分析其接近台灣陸地時,颱風強度和路徑的變化情形,並尋求可能的原因和進行推論。獲得幾項重要研究結果如下: 一、 76%的颱風中心登陸陸地後的12小時內,其近中心最大風速有明顯減弱的趨勢。 二、 颱風登陸後受到地形的阻擋而使路徑較原先方向偏南的情形最常見,佔個案數的68%。而颱風路徑的偏移角度最大可達70度以上。 三、 颱風路徑會南偏的類型常伴隨有「近中心風速較大」和「七級風暴風半徑較大」等特徵。 四、 颱風路徑南偏的可能原因有「台灣東南部形成的副低壓」和「通道效應」。 五、 水槽實驗的模擬可用來類比颱風外圍環流和台灣地形間形成的通道效應。

燦爛的結晶世界~化科學為環保藝術

在一次的自然實驗課中,余老師讓我們做一個有關碘的結晶的實驗,其結果十分的漂亮,有些為一塊塊的塊狀結晶,有些則為一條條的形狀,和像麥芒一樣的針狀結晶,令人看了目不暇給,坊間利用結晶所製作的用品不在少數,於是我們便靈機一動,想來研究看看那美麗又神秘的結晶的世界。

種子發芽真有趣

我們自然課上種子的構造和發芽的時候,老師要我們把綠豆浸一個晚上。在培養皿裡鋪棉花,把十粒浸過的綠豆,讓它發芽。我們從它們冒出胚根,長出莖葉……,一直觀察記錄到倒覆、枯萎。由這一試驗的結果,引起我們這一群研究不同植物發芽過程的興趣,並且嘗試作各種芽菜的培育。

自製軟彈簧研究週期和質量之關係

(一)物理學上探討簡諧運動時,最常見的問題是質量m的物體繫於一端固定的彈簧的另一端,物體受F=-kx的恢復力作用時,簡諧運動週期是多少?高中學生第一個想到的答案是T=2π√m(1)/k。大一所唸的 Hal-lidy 著之 Physics (1964 年版) (2) 316 頁第30題作業:“質量 m8的彈簧掛上質量 m 的物體時簡諧運動之週期T=2π√m+m8/3/k試證之"。本題作業於1974年版(3)已刪除,全國第廿二屆科展曾有證明本公式 的作品參展(4)。(二)作者於全國第十八屆科展參展 作品中(5)一條用來測表面張力的自製彈簧,力常數相當小,水平放置時有一條用來測表面張力的 13.5公分,鉛直吊起,由於本身重量作用,長度達32.45公分,用它測振動週期時,可振動 100 次仍未停止(阻尼 Damping 甚小),當不掛任何物體時測得的週期不但 T=2π√m/k無法解釋,且和 T = 2π√m+m8/3/k 所求得的結果亦相去甚遠,引起作者進一步研究的興趣。

明列子在生質柴油的應用

羅勒是九層塔的種子,又稱為明列子,其多醣體的不溶性纖維可以吸收水分,減少膽固醇、三酸甘油脂的吸收。三酸甘油脂與醇類可以與鹼性催化劑作用,產生生質柴油。利用明列子不吸油、不吸酒精、可以吸水的特性,來研究生質柴油。轉酯化實驗中加入1克明列子,可以在油水吸水8克而不產生皂化現象,但產量會減少。在比較甲醇+氫氧化鉀+回收油的轉酯化實驗中,不加入明列子平均的產量為95.6 g,使用明列子平均的產量提高為100.5g。