全國中小學科展

第一名

二進位法在生活上的應用

在一本「難題遊戲」裏,找到一種叫做 NIM 的遊戲,其中有些必勝的規則,讓我們產生很大的興趣,並引發我們研究其理論基礎,於是我們請教數學老師,老師給我們一本數學傳播季刊,並說明NIM遊戲規則及必勝方法的理論是利用二進位法的簡單理論稍加應用而已,我們覺得很神奇,這麼簡單的理論竟能發揮這麼大的功用,於是我們想必然還有其他的功用,平常愛好象棋的我,就開始想將這個理論應用在象棋的殘局上,因此我們就研究出一點小小的心得,提供參考。

冰火二重奏---雙效能冷氣

近幾年來,科技進步生活品質提升,用電激增,冷氣設備為一般生活必須,但效能因”非全熱效應”使EER 值普遍皆只2.1~3.3 而已,且因廢熱無回收,導致空氣熱污染、溫室效應,且冷凝水排放問題亦造成生活干擾。我們由冷凍空調理論中,就冷氣系統嘗試著:藉”以水全熱回收方式”運轉,增進冷氣機效能,提高效率,節省用電支出,並達到冷氣機及電熱水器之二重奏多樣效果,作此研究設計主題。在稍許調整冷氣系統迴路,配合適切控制方法,經實證能讓60 l的水在20 分鐘內即達到電熱(把水加熱)效果,比傳統冷氣機加上電熱器節省約70﹪電費, 電能效率(EER)亦可高達5.21,提升效率達129﹪。由於設計此系統考慮裝置容易性,且傳統冷氣皆可改裝,發現將可應用於日常生活中,增進生活便利及能源的節約。

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。

「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。

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。

等位線與電場實驗之深入探討和應用

在高中實驗課本等位線與電場的實驗中,我們發現有許多困難,且很多同學在相同的電壓下,所獲得的等位線的分布並不相同。因此引起對它深入研究的興趣,藉此想暸解影響結果的因素,並對實驗方法加以改良,推廣應用到一般靜電學之研究。

生物的群聚行為與生存優勢-大肚魚的群體決策行為研究及電腦模擬

研究想了解大肚魚為何成群?跟著群體覓食及避免危險上有何好處?本研究利用Y型水道實驗來檢驗群體決策是否有相對優勢。研究發現大肚魚傾向成群,群體在覓食行動上所花時間比個體短,因為群體中的領袖提供較佳決策品質,使群體決策正確率高於個體。 主要發現如下: 1. 單一個體在覓食與避險的決策正確率約50%。 2. 群體在覓食與避險的決策正確率接近100%。 3. 領袖決策正確率(82.61%)優於一般個體(57%)。 4. 領袖決策如果沒有得到其它個體的跟從,決策不被執行。 5. 領袖與群體大小要有合適比例(20~30%),才能有效帶領群體。 6. 個體行動原則是「跟著身旁同伴」,因此領袖在群體中的位置分配會影響群體決策。 7. 根據這些群體特性,用MATLAB電腦語言模擬大肚魚群體行為。

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。

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。

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。