全國中小學科展

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第一名

自動調節交通流量之信號燈

有許多次我行至十字路,發現側方車輛早已通行完畢,但是個方綠燈仍舊亮著,我方車輛卻大擺長龍,無法利用此空檔時間。我想,如能依兩方車輛多寡適度調節兩方紅綠燈時間,使交通燈之控制更臻完善。

「數」解圓柱積木

圓柱積木中,12片積木有九億多種排列,故其看似簡單實則複雜,其中隱含許多數字的規律。我們先將問題簡化成找出可以完成前四片積木堆疊的排列,實作後發現積木洞數之間的四個規則,利用規則一?四篩選掉大部分不可行的組合,找出積木洞數符合規則者有324種組合;接著在進行堆疊的過程中,找到積木形狀和洞數的關聯性,即規則五?七,利用規則五?七篩選後剩下228種組合。最後一一堆疊,找到212種可行的堆疊組合,並發現其他16種組合都是因為複雜的形狀關聯性或受限於積木3C的位置而無法完成堆疊。現在我們將12片積木放在4×3的棋盤上,便可將立體積木,先在平面上輕易的用規則一?七檢驗調整後,再快速的完成堆疊。

擋不住的「吸」飲力-新型吸管之研發

本研究首先製作「蔬菜紙吸管」,其耐水性及吸飲功能不佳,改以海藻膠製作吸管,經歷多次改良後的「第三代海藻膠吸管」其質地近似塑膠吸管,但吸飲功能仍然不佳。接著,以海藻膠為膠著劑;紅茶粉為骨材,成功製作出耐水性、吸飲功能較佳且可散發紅茶香氣的「紅茶吸管」。提高添加紅茶粉之比例,能有效提升吸管硬度,可應用在飲料封口膜之戳入,在冰水、熱水中均可長時間維持吸飲功能,製作大口徑「紅茶吸管」,可輕易吸飲波霸珍珠,徹底解決吸飲波霸珍珠之難題。自製擠出成型機械,可控制出料速度維持穩定,在滑軌上以直線移動,可製作出粗細一致且筆直的吸管,最後試製綠茶、咖啡、檸檬等調味吸管,均會飄出天然原料之香氣,頗具商品化之潛力。

香辛料防腐性之檢討

據文獻上(1)(2)指出,古時候,香辛料( SPices )常被視為高貴的藥劑,或用作驅除惡魔,或作為媚藥。對常食肉類者而言,香辛料不但能消除肉類的腥味,也可利用其防腐件長久保存食物。香辛料具有不同的香辛藥效成份,有良好之防腐殺菌作用,諸如蒜頭( garlic )在其麟莖中含有 Allin ( S 一 allyl 一cysteine sulfoxide )之結晶成分,再分解成 All-icin ( CH2: CHCH2S )2O,此化學結構中,氧原子與半胱按酸( cysteine )相接合,而抑制半胱胺釀轉變為胱按酸( cy-stine )且失去-SH基。半胱胺酸係微生物生長繁殖的刺激劑,亦為微生物生理氧化作用的必需品之一;Allicin 既能破壞半胱胺酸,因而能抑制微生物的生長,而呈殺菌作用,且大蒜中所含有之Allin 能調整腸內寄生菌,其有除毒作用,消除腸內腐敗物,有抗癌之效。有鑑於此,本實驗爰從日常所使用之香辛料,以不同條件,進行檢討其具有抑菌作用之安定性。

分裂高壓出海對台灣天氣的影響及高壓迴流初步研究

在氣象預報中,時常聽見「高壓迴流」此一名詞,卻不解其意;請教老師後,才了解它是分裂高壓出海後所產生的一種天氣現象。而為了要更深入了解它對台灣天氣之影響,所以我們便開始著手研究。

廢物利用-喃甲醛的探討

節約能源不僅要「當省則省」更應「廢物利用」,根據資料所載,呋喃甲醛能與多數物質形成縮合物,可當耐隆原料,硝化纖維用溶劑,合成樹脂,照明雕刻法,保存劑,製備呋喃甲醛脂及其衍生物……等諸多用途;而一般廢棄不用的農作物,如玉米穗軸、穀殼、麥殼、蔗渣……等均可經酸水解後再脫水產生呋喃甲醛,中國向來以農立國,稻米、甘蔗產量尤其豐富,若能進一步加以利用則更顯其重要性,故著手研究。

研究氣孔開閉的新技術及其應用

在顯微鏡下觀察生物體表的維細構造,其獨特精美之紋路實具巧奪天工之效,而其在生理機制上又常扮演著極其重要的角色。諸如:光合作用、蒸散作用、呼吸作用等均與氣孔具有密切的關係,當外界環境因子感變時,部分生理機能發生變化,就能控制氣孔的開閉。部分亦可藉經由汗腺調節以維持生物體的恒定。若欲了解生物體的維繫構造是否會受環境因子的影響,實須建立一套良好的觀察系統,本實驗及針對此目的,建立一套快速、便捷的新技術來研究氣孔的開閉,並應用至其他生物材料上。本技術所需之設備一般中小學校皆具備,加以此技術知簡便、快捷,中、小學生都能親自操作,故特別推薦給各級學校生物教學之用,以期對科學教育的推展有所貢獻。

彩虹晶球-鳳梨珍珠之研發

首先,本研究利用食醋及蛋殼為原料,萃取出天然的鈣離子溶液,以更天然的鈣源來取代化學合成的鈣源,一樣可製作出晶瑩剔透的晶球。經實驗證明,滴管頭之口徑會影響晶球粒徑之大小;而滴管頭距離液面之高度會影響晶球之形狀。在浸漬時間固定之條件下,調整鈣溶液的濃度,可控制晶球凝膠率及物性;而在鈣溶液濃度固定之條件下,調整浸漬時間,可控制晶球凝膠率及物性。鳳梨果漿鈣之含量很低,經加工製作成鳳梨珍珠,其鈣之含量會明顯升高,進而影響消費者之喜好性,受試者對浸漬鈣溶液30分鐘的鳳梨珍珠,則較明顯的喜好性。最後,我們應用自行設計組裝完成的自動化機械,以當季蔬果為原料,皆可順利製作成彩虹晶球般的蔬果珍珠。

有感而發

「馬達」是種將電能轉換成動能的電動機,如果反向操作,就變成發電機。於是,我們應用其『有「感」而「發」』的磁生電原理,研究自製一台靠風力轉動發電的發電機。研究包含:(一)拆解馬達,瞭解其內部構造及功能。(二)利用反式馬達發電機實驗,發現線圈粗細和圈數、電樞角度及磁性都會影響其產生的電壓。(三)研發盤狀發電機,透過不斷改良其系統及應用齒輪組,提高發電機發電效能。我們發現,當發電機轉動的轉速越快,產生的電壓越高、讓LED燈越亮。(四)設計並研究增進風扇轉速的變因,找出轉動效能最好的風扇帶動盤狀發電機發電。(五)探討盤狀發電機內線圈粗細與數量變因,並發現細線圈發電效能較好,且增加線圈數量能提高發電效能。

直讀式內錐度分厘卡之研究

(一)內錐孔傳統之量測方法: 利用兩直徑不同之鋼球置於錐孔內而測出兩球之中心距離,計算出半角(Sinθ/2)之值再求正切(Tanθ/2)函數乘以2即得: 兩球中心距 c=h-d1/2+d2/2=[2h-(d1-d2)]/2 兩球半徑差 a=d1/2-d2/2=(d1-d2)/2 Sinθ/2=a/c=[(d1-d2)/2]/{[2-(d1-d2)]/2}=(d1-d2)/[2h-(d1-d2)] (二)以上測量時須使用l.平板 2.鋼球 3.高度規 4.深度分厘卡等綜合如下。 1. 需較多之量具。 2. 測量手續繁多費時。 3. 須經計算。 且在工作進行中無怯量測須待工作完成時才能量測。