全國中小學科展

第52屆--民國101年

地下冷泵應用於調節建築室內熱環境之可行性研究

本研究將建置一地下通風管,使大氣空氣送入地下通風管後,空氣與土壤進行熱交換,產生冷泵運作。其研究目的有三,一為通風方式的冷泵效益比較,比較被動式風力通風及浮力通風對冷泵系統之效益,二為鐵管與PVC管冷泵效益比較,比較鐵管與PVC管之熱傳導率的不同,其冷泵效果之差異性,三為建築模型冷泵效益研究,實際建造模型以觀測冷泵系統在建築模型所發揮之成效。綜合以上研究結果可歸納三點,一為被動式通風較浮力通風冷泵效益佳,二為鐵管較PVC管冷泵效益佳,三為冷泵系統可有效降低建築室內環境溫度。

廢乾電池大變身

我們拆解廢乾電池內容物的三個部份為:碳棒、鋅殼、黑色乾燥或膠狀物質。除了將回收「碳棒、鋅殼」重製電池再利用外,我們還承襲本校已研究出的「微形電解電鍍實驗」以取代耗材、污染性高的傳統實驗。我們也創新的研究出將廢乾電池內所有的「黑色廢材混合太白粉」,製成可以取代傳統酒精燈「當熱源的燃料」及獨創「以燃料片當熱源的加熱系統」設計;「黑色廢材混合白膠、廢紙、洗米水」,製成「可遮陽防曬的窗帘」;檢測黑色廢材內含錳化合物的催化能力,設計改進傳統雙氧水以二氧化錳催化製氧的節能實驗。我們不只讓廢乾電池的廢材回收率高達90%以上,我們還結合其它廢材組合成可再利用及環保減碳的實驗設計。

「濁」毋庸議-濁水溪中下游之濁度與自製水質濁度測量法之研究

我家附近水溝每年都要清,濁水溪真有這麼濁嗎?是否濁水帶來淤泥?還是只有我們家是這樣的?我們學校前的莿子埤圳,河水混濁但卻看不見淤積的泥沙,到底是甚麼原因造成的?濁水溪中下游的主流裡的溪水是否也是這樣?要怎麼測量濁度呢?我們想研究濁水溪的「濁」度及如何測量。於是蒐集濁水溪及附近的溪水和泥沙回來做實驗。結果發現:一、西畔分校泥沙減重多含水高。溪州大橋及水里龍神橋都是細沙蒸散快。二、雨後的水含沙量高,水較濁。梅雨季含沙量均提高。三、【一】灑水泥沙向外擴散,西畔分校的泥塊堅硬土質不同。【二】灌溉溝渠之泥沙小而黏稠,易結塊,懸浮物造成混濁。主流顆粒大。【三】坡度越高,易將泥沙、石塊帶走;沖的時間久,易被沖走;顆粒小易被帶走。四、透光率最低是彰雲大橋,次是岸角牌樓。梅雨後透光率皆低。流動的水透光率低濁度高。水里街上的岩層不同,泥沙少,濁度低。五、主流雨後較清澈,而灌溉溝渠雨前較清澈。雨後則濁度變高,透視度變低;主流雨後稀釋,泥沙量變多,透視度高。六、多處透視深度可達13cm,三處約3-4cm。雨後:僅岸角田變濁,其他透視度仍深。梅雨季後:水變濁,透視度2㎝以下。七、直射與散射發電量呈反比。濁度高:光線穿透少,直射線發電量低,散射多,90度角發電量高,可量化測量。八、濁度高浮標下沉深;濁度低浮標下沉淺。與原先濁度高,浮標上浮的假設相反。九、流速快,濁度高,流速慢,濁度低。靜止時濁度最低。十、西畔分校與集集攔河堰有非土壤有機質。顆粒大小以溪州大橋最大、而水里工程與水里街上無懸浮顆粒,與濁度實驗相同。

DIY隨行濾水杯

本研究目的為設計一款輕巧又方便、環保又有效的「隨行濾水杯」,將水經由我們設計的濾水杯過濾後,便能獲得符合飲用水水質標準的水。為檢驗「隨行濾水杯」的效能,我們選擇六種水源:校外溪水、山泉水、雨水、校內自來水、校內飲用水、X山純水進行實驗。並且觀測六種過濾後的累積水量:0mL(未過濾)、100mL、500 mL、1000 mL、1500 mL、2000 mL,其細菌濃度(大腸桿菌(群)、總生菌數)、化學性質(酸鹼度、導電度、總固體溶解量、鹽度、甜度、餘氯值)、物理性質(顏色、氣味)的變化。本研究設計的「隨行濾水杯」品質不錯,過濾後的水質穩定,且檢測項目皆符合飲用水水質標準。與市面上販售的濾水器比較,不但體積小、價格也便宜,是可普及使用的創新設計。

好兄弟流口水?探討拜拜對水果後熟的影響

就重量改變而言,電石處理、燃燒紙錢組處理對香蕉重量減輕有顯著的影響;但相同處理對柳丁重量的改變並不明顯。以黃化的速率來看,香蕉實驗中的電石組變黃速度最快、紙錢組次之,再來則是影印紙組與炷香。在柳丁實驗中,黃化速率最快依序為:電石組、紙錢組、炷香組、影印紙組。實驗結果顯示,拜拜時燃燒紙錢確實會加速水果的後熟過程。

錢進『2』勢力

在100個硬幣內,任取若干個,若能將硬幣分成至少2堆以上,且每堆的數量依少而多成為公差2的等差數列,則稱為1種分法。能以最少硬幣排出最多種分法者為優勝。先排出1~100的數中,計算每一個數的分法,再歸納出任一個整數有多少種分法的計算方式,發現與其因數個數相關。若一個數有n個因數,則有(n+1)/2-1(當n為奇數)或n/2-1(當n為偶數)種分法。從中將同樣多種分法的數歸為一類,並找出其中最小的整數,這些數就是我們獲勝的關鍵。計算出1~100種方法的最小整數,發現可由k種方法的最小整數推論出2k+1種方法的最小整數。而這之中有一些例外的情況,探討之後也整理出兩大類不同型態的原因。

搖一搖,天崩地裂

台灣主要的天災是颱風和地震,對台灣造成嚴重的生命財產損失;低年級時,曾到內湖的防災教育館,體驗過地震模擬情境,令我們印象深刻所以,我們決定藉科展機會,探討地震對於房屋造成的損害情形。因無法用實屋來進行實驗,所以利用陶土、珍珠板、巴爾莎木來建構簡易屋型。先製作不同素材簡易屋的簡易屋,以增加接點及竹籤的數量,來比較經過加強結構後,簡易屋的耐震變化;再將簡易屋放置在不同地質上,探討簡易屋在不同地質的耐震性。我們希望能藉由簡單的實驗,來了解結構加強對於房屋的耐震效果是否有實質的幫助?以及在不同地質的地方蓋房屋是否也影響到房屋的防震效果?

星星相映-以理論與觀測探究雙星形成機制

在銀河系中,多數恆星以雙星系統存在,因此雙星的形成機制在恆星的演化理論中扮演極重要的角色。但目前天文學界對其形成的機制未有定論,而爭論的焦點主要為兩個假說:一個假說為當分子雲在裂解為雲核時,同一雲核會形成兩顆恆星互繞;另一假說為不同雲核會分別塌縮為不同的恆星。這份研究中,我們以金斯最小質量與半徑為理論依據,找尋了上萬筆的觀測數據,並利用兩種不同的算法----週期公式與視直徑法計算出雙星間距,進而分析雙星間距的分布。結果中,我們發現前主序雙星間距分布圖出現了一個小於金斯最小半徑的峰值,經過推論我們排除了兩種方法的觀測限制可能造成的偏差,最後得出結論:分裂說必定存在,然無法排除捕獲說的存在。

藍芽語音小老師

透過 "藍芽小老師" 將藍芽連線語音播放器與電腦配合,操作簡單,便於提醒同學個日的考程、作業、攜帶物品並提供上網功能以提升學習品質。〈1〉 文章導覽閱讀......(p.9) 〈2〉 提醒考試、作業注意事項......(p.16) 〈3〉 提示老人吃藥......(p.17) 〈4〉 幫助盲胞方便閱讀新聞......(p.17)

超省電!The Automatically Controlled Fan

本組改良第50屆國中組化學科「愈熱愈涼快」的實驗。除了沿用電解池的導電性會隨著溫度的改變的原理外,有以下改良: 1.電壓由15伏特提升至110伏特,以應用於一般電器使用。 2.將直流電改為交流電,並以銅棒對硫酸銅溶液通電,溶液濃度與電極因此皆不會減少,能長期使用。 3.利用溫度改變能使氣體熱漲冷縮的特性,製作氣體溫控升降儀,加大溫控效能,並達到自動化斷電目標。 4.最後,同時串聯四台風扇,以模擬教室環境用電,增加實用性與發展可能。