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第一名

我不要做「熱」鍋上的螞蟻─熱島效應面面觀

近年來都市的高度發展,「熱島效應」日益嚴重。本實驗透過150 位同學實地測量台中地區的氣溫,並設計「熱島效應模型」來模擬熱島效應的成因,進一步探討各項變因對熱島效應的影響。此外,希望能從蒐集的文獻記錄中,推測未來熱島效應的趨勢。最後提出改善對策,以提升環境品質邁向都市永續發展。本實驗具體結論如下:一、 台中市冬季熱島強度(△T)為4.6℃,比民國81 年的4.0℃,增加了0.6℃,顯示熱島效應有增強的現象。二、 夜晚、寒流、建築密集、人口數多、用電量大、空氣污染嚴重等對熱島效應的影響較顯著。三、 白天、雨後、假日、植被多、水域多等對熱島效應的影響較不顯著。四、 經過「鄉村模型」的測試,綠化面積增加70 %,氣溫少升高1℃。

探討溫度、濃度對液體內部阻力的影響

從教材中,我們待知固體間有摩擦阻力,而液體於流動中亦有內部阻力,其大小是否與物質種類、溫度、濃度等因素有關呢?有何關係式呢?這些問題引起我們探討的興趣。故作此實驗,以得其結論。

空間中任三直線上各取一點所連成三角形的最小周長

我們知道,平面上任意一個三角形若要找出具有最小周長的內接三角形,條件是此三角形為一銳角三角形。說明如下:設有一△ ABC ,利用光的反射定律─入射角等於反射角,將 △ ABC 的內接 △ DEF 之周長 ED + EF + DF 改為 ED + DF'+ F'E'=EE〞 ,因 ED + EF + DF = EE〞成一線段,故確為最小周長(因在 △ ABC 內作另一內接 △ ,其周長張成一折線)。圖中:α+β+ γ = △ DEF 外角和之半二,α= -(β+ γ) =∠A ,若∠A≧90°,則∠BDF +∠CDE = 2 ∠A ≧ 180°,故只有在銳角三角形中才具有最小周長 △ DEF 。而此時過 F 作AB之垂線因∠EFA =∠BFD ,故平分∠ EFD 而與AC、BC交於 C 即 △ DEF 之旁心,所以CF為 △ ABC 在AB上的高,同理AD、BE亦是。故我們知道最小周長 △ 即為垂足三角形。(以上出自參考資料)然而,為了將在三直線上各取一點連成最小周長三角形的情形推廣到空問中,上述平面的性質無法繼續沿用,所以有必要發展另一套方法來處理這個尋找最小周長三角形的問題。

電池跳、挑電池~探討3號鹼性電池電量與電池彈跳及滾動行為之關聯性

為了找出電池消耗電量超過五成時,電池的恢復係數會有劇烈變化之原因,本組將電池解剖,觀察內部構造,並將電池中央挖空填入塑鋼土,模擬電池內部物質硬化結塊對電池彈跳之影響,並進一步使用玻璃瓶填充不同比例的砂-水混合物進行彈跳模擬。 經一連串的實驗設計可知,新舊電池內部構造截然不同,而造成彈跳性質變化:1、新電池底部有一空腔,充滿電解液,在撞擊時具有緩衝效果;2、新電池中央隔離層包覆的負極物質是柔軟的,會吸收反彈之能量;3、新電池的正極是固液混合物質,隨電池放電,會逐漸結塊硬化,當達到一定比例時,電池便會跳得更高。最終,根據電池彈跳性質差異,利用其撞擊時所發出之聲響,來迅速判斷電池新舊,此為一重大發現。

小話筒的研究

國民小學自然科學實驗教材第三冊第九單元是“ 小話筒”的教材,手冊上建議教師讓學生利用搜集的材料自製。教學時,學生用過紙杯、塑膠杯、竹管子等做話筒的試驗,廳起來,有的清楚,有的效果不佳。指導教授一一師大物理研究所郭所長曾提出“究竟怎樣做話筒,效果最好? "“ 怎樣操作的結果會怎樣?" 的問題一直沒有得到答案。而在小學的教學上,這是重要的問題,因此值得我們研究,提供教學上的參考。

海水入侵地下水之模擬實驗

本研究利用簡易器材自製實驗裝置,模擬「沿海地區地下水含水層遭海水入侵」的現象,共設計九個實驗來探討海水侵入地下水的相關問題。研究顯示,過度抽取地下水會破壞液壓的平衡狀態,海水將入侵地下水層而造成地下水之污染。而且,海水與淡水之密度差愈小,大量抽取地下水後,淡、鹹水交界面上升愈多,地下水鹽化的程度也愈嚴重。此外,本研究自製之模型及實驗裝置,具有製作簡易、成本低廉、操作安全及結果容易觀察之特點,可應用於國中自然科之教學上。

海洋救星–水中漂浮垃圾回收桶

這次研究的目標是製作一台能收集、過濾水中漂浮垃圾的裝置,而且是整天不斷藉由水流自動收集垃圾。 為了珍惜資源,我們把不用的沉水馬達放進密封箱,在箱上鑽出排水、吸水孔,藉由排水時造成密封箱裡壓力降低,產生吸力。 吸水口的垃圾過濾罐是沉在水面下,當馬達把過濾罐裡的水抽空,池水就會流進罐子,在罐子周圍產生瀑布水流,把垃圾一起帶進去。我們還設計了防止垃圾從罐子裡跑出來的「自動開關蓋」,也加入了方便收取垃圾的「兩段式設計」。另外我們也測試出,過濾罐直徑約11公分、吸水口沉入水中0.5公分、用流量大的粗水管,可以讓收集垃圾有最佳的效果。 最後我們也到生態池實際測試,看到漂浮的垃圾順利流進我們的裝置,真的是太開心啦!

凝膠密碼~阿拉伯膠(Acacia Gum)的凝膠特性在酒精濃度量測上的應用

本研究在探討阿拉伯膠(Acacia Gum)添加酒精的凝膠反應,改變膠液的pH 值後膠液黏滯度會不同,膠液pH 值=9.72 時滴定不同濃度酒精較不易凝膠;而避免凝膠的膠液濃度以1:2(膠粉:水) 33.3%的效果最佳。最後我們成功利用阿拉伯膠的凝膠變色與逆反應,以透光照度法和透光電壓法檢測酒精濃度,並建立檢驗標準曲線。

花染技術的研究報告

隨著時代的進步,人類在食、衣、住、行各方面不單只滿足於顏色的變化,更請求花樣的翻新。對於在一張白布上,如何求得各樣花色的問題,使我們感到莫大的興趣,於是籌備了染料布 …… 等工具,邀請了黃老師給我們做技術上的指導,我們展開了這變幻萬千的工作。

雞蛋1、2、3

「雞蛋碰石頭」、「IQ零蛋」、「IQ笨蛋」電影廣告的牌樓高高的懸在鬧街上,在燈光的照耀下非常醒目,而廣告中的蛋更給我深刻的印象,我想起愛迪生孵蛋的「呆相」,我也想起了牛頓把表當蛋煮的趣聞。「蛋!蛋!...我每天營養的泉源,生命的活力」,我對蛋一時感到莫名的興趣,我每天吃它,但對它了解不夠,我想我若不詳加研究,豈不成了真正的「大笨蛋」,因此我有打破沙鍋「問」到底的衝動,於是我便請了幾位同學共同探討「蛋」的問題。