【科展解析】雜草也能做電池？

 

食品要「有機」才健康，電池也要「有機」才環保。沒想到用自然中隨手可得的雜草就能做出能讓手電筒發光的電池，一起來看看吧。

 

【X博士摘要說明】

1. 了解葉綠素電池的原理和作法。


2. 找出最佳的萃取方式製作電解液。


3. 找出最適合製作雜草電池的植物。


4. 製作輕薄短小的雜草電池。

 

第 53 屆 國小化學科作品

題目：雜草也能做電池？

作者：臺中市豐原區翁子國民小學的同學們

 

【摘要(原文)】

利用車前草以「打汁過濾法」萃取葉綠素液，再以 100 毫升+4 克洋菜粉比例製作葉綠素膠作為電解質。以銅片(4cm×1.5cm)為正極、鋅片(4cm×1.5cm)為負極，有最好的發電效率(0.828V、0.72mA)。串聯 5 組電池，可讓 LED 燈持續發光 66 小時，滴水後亦能持續發光。顯示利用平時視為雜草的植物，也可作為新一代的能源。

 

【X博士步驟說明】

●什麼是葉綠素電池?

   

 

●哪一種萃取方法最適合?

作法 A：加300毫升的水，用果汁機打成泥，再用濾紙過濾 2 小時。

作法 B：加100 毫升的水、200毫升的75%酒精，用果汁機打成泥，再用濾紙過濾2小時。

作法 C：加300毫升的水，用果汁機打成泥，隔水加熱30分鐘，再用濾紙過濾2小時。

作法 D：加100毫升的水、200毫升的75%酒精，用果汁機打成泥，隔水加熱30分鐘，再用濾紙過濾2小時。

   

以加入 300 毫升的水，用果汁機打成泥，再用濾紙過濾 2 小時的發電效率最佳。

 

●萃取液的凝膠程度對發電效率的影響?

(一)秤取50克榕樹葉，加入300毫升的水，用果汁機打成泥，再用濾紙過濾2小時，萃取葉綠素液為電解質。

(二)取100毫升的葉綠素液，分別加入 1 克、2 克、3 克、4 克、5 克洋菜粉，攪拌均勻 後，靜待 2 分鐘，讓溶液慢慢變成凝膠態，再倒入底片盒中。

(三)以鉛筆芯和鋁箔紙為電極，測量電壓及電流3次後，算出平均，觀察其結果。

   

100毫升葉綠素液+4克洋菜粉，能夠測出較高毫安培的電流，但是電壓沒有明顯變化，添加 5 克的洋菜粉，則使電流明顯下降。

 

●串聯雜草(車前草)電池能讓 LED 燈和手電筒發光嗎?

   

串聯 5 顆電池可讓紅光 LED 燈發光，串聯 10 顆電池可讓手電筒發光。

1.單顆紅光 LED 燈可發光約 66 時，滴水後可重複使用，但是每次的持續時間會縮短。

2.手電筒組可發光約 52 時，滴水後可重複使用，但是每次的持續時間會縮短。

 

數據分析與結論

一、以葉綠素為電解質的方法，雜草也能萃取出葉綠素來發電，目前以車前草的發電效率最好。

二、利用「打汁過濾法」最適合國小學生操作，且萃取出的葉綠素不會有過多的脫鎂葉綠素，發電效率也較好。

三、以鋅銅片為電極，100 毫升萃取液+4 克洋菜粉調配葉綠素膠，所製成的平面葉綠素電池的發電效率最佳，最高可達 0.828V、0.72mA。

四、用了 5 片長度為 4 公分，寬度為 1.5 公分雜草電池組可以持續發光 66 小時，滴水後還能繼續使用。

五、平常拔掉丟棄的雜草，可用此方式，廢物利用，成為新一代能源。

 

以下是評審給的評語

   

 

【X博士評語】

電池的基本構造都是具有正負極，然後中間充滿電解液，經由電化學反應而產生電力。而所謂的葉綠素電池就是將電池中的電解質用葉綠素取代之，當葉綠素吸光，會使葉綠素離子化，遇水則會進行氧化還原反應，因此，當電池沒電時，只要加水就可以重複使用，可以說是未來環保能源中的明星。

【科展解析】防風雨傘

 

雨傘為了達到遮雨的目的，必需要有一定的遮蔽面積，可是當強風吹來時，這些遮蔽面積卻會產生強大的風壓，輕則損毀雨傘，重則讓人站立不穩，因而產生意外 如果能透過一些簡單而又低成本的方法增加雨傘的抗風能力，那麼它的應用價值還是值得研究的。

 

【X博士摘要說明】

1. 傳統雨傘結構與使用模式之研究。


2. 氣動面的設計與實驗。


3. 防風雨傘的設計與製作。

 

第 54 屆 國中生活與應用科學科作品

題目：防風雨傘

作者：臺北市私立復興實驗高級中學的同學們 

 

【摘要(原文)】

在強風中使用雨傘，很容易因風壓造成雨傘翻覆損毀，本創作之目的為研發一種新型的雨傘來改善這個問題，我們在雨傘上裝一些導流板形成氣動面，讓風壓的作用力有其他方向的分向量，藉以降低損毀雨傘的作用力，另外雨傘旋轉所產生的角動量，會形成陀螺效應，使雨傘具有水平穩定的慣性，讓傘面不易翻轉，我們也製作了新型的雨傘的樣品與傳統雨傘相比較，大約可提升 28％的抗風能力，可使雨傘在風中更穩定也更安全。 

【X博士步驟說明】

●傳統雨傘結構與使用模式之研究 

 

第 1 類使用方式：當風吹向雨傘時，受外側傘面曲率的影響往上、下偏折， 故抗風性最佳，但因雨傘前傾會遮蔽使用人的視線，故最少被採用。

第 2 類使用方式：當風吹向雨傘時，有部分的風會吹向使用人再向上偏折，形成讓雨傘翻覆並損毀的作用力，故抗風性較差，並且雨傘也會部分遮蔽使用人的視線，因此較少被採用。

第 3 類使用方式：雨傘完全不會遮蔽使用人的視線，因此最多人採用，但是，當風吹向雨傘時，讓雨傘翻覆並損毀的作用力也最大，故抗風性最差。因此我們在以下的研究中，將以如何提升第 3 類雨傘使用方式的抗風性為主。

 

●用圓弧長條形扇葉測試傾斜角與風壓的關係

   

在 -60 度時，右側風壓略大於左側，此時模型應會以逆時針方向緩慢旋轉， 從 -40 度起，左側風壓開始大於右側，模型改為以順時針方向旋轉，最大的風壓差會出現在 20 ~40 度之間，因此，我們決定以傾斜角 30 度為基準來製作扇葉。

 

●防風雨傘的設計與製作

   

防風雨傘傘面的設計：我們設計了導流板讓空氣流動產生偏折，空氣的動能一部分動能轉變成傘面的圓周運動，但如果風壓夠大，還是會損毀雨傘，因此，我們需要開通風口，讓向上偏折的氣流離開系統。

導流板的設計：導流板最佳傾斜角為 30 度，材質應具備下列的特性： 具有一定的剛性不易變形、重量輕且價格便宜、具有防水性。 基於上述的考量，鋁板似乎是不錯的選擇，但是鋁板加工十分困難，因此，我們選擇以 PVC（聚氯乙烯）來製作導流板。

雨傘骨架的設計： 防風雨傘要能旋轉，除了靠導流板形成氣動面外，骨架也要能旋轉。

 

數據分析與結論

我們得知渦輪若要水平旋轉，扇葉必須為圓弧長條形，並且以實驗證明最佳傾斜角為 30 度。我們以旋轉雨傘改裝為防風雨傘，並在實驗中證明在強風的環境中防風雨傘確實比傳統雨傘更穩定也更安全。

 

以下是評審給的評語

    

【X博士評語】

雨傘雖然有很好的遮雨效果，但他的最大缺點就是「弱不禁風」，利用改良的雨傘，將風力轉成讓雨傘轉動的能量，而雨傘旋轉所產生的角動量，會形成陀螺效應，使雨傘具有水平穩定的慣性，讓傘面不易翻轉，如此一來，不論遇到多大的強風，都可以保護雨傘，同時也保護了我們在雨中行走的安全，可以說是一項應用價值很高的作品。

【科展解析】我把蛋殼變粉筆了！

 

「石膏可用來做成粉筆，雲母可用來……」課堂上，老師正在講解礦物的功用，有位同學說：「『蛋殼』也可以做成粉筆耶！」真的嗎？平時毫不起眼的蛋殼真的能回收再製成粉筆嗎？

 

【X博士摘要說明】

1. 以白色雞蛋蛋殼為主原料，不添加其他物品(水除外)，是否可做成粉筆。


2. 承上，若做出的成品效果不佳，添加其他物品，找出效果最好的一組，加以改良。


3. 探討蛋殼裡的蛋膜是否會影響成品。


4. 以不同材質的蛋殼試做粉筆，如鴨蛋、土雞雞蛋……，討論跟白色雞蛋蛋殼做出的 粉筆之間的差異性。


5. 利用不同種類色料製作有色的蛋殼粉筆。


6.  討論其經濟效益，探討推廣蛋殼粉筆的可能性。

 

第 48 屆 國小生活與應用科學科作品

題目：我把蛋殼變粉筆了！

作者：雲林縣西螺鎮中山國民小學的同學們

 

【摘要(原文)】

粉筆是教學現場不可或缺的消耗品，由於使用簡便、限制性小，使得粉筆即使在現今多元的教學媒材中，依然有著難以取代的地位；因此，粉筆在校園裡的用量非常大，如果能夠將日常生活中的廢棄物加以利用，製成粉筆，將可兼顧環保及經濟效益。而在偶然機會下，發現粉筆與蛋殼的成分是一樣的，於是便以「蛋殼變粉筆」作為本次研究主題。首先我們嘗試以蛋殼粉為主原料，分別添加水、麵粉、膠水、粉筆灰等材料作成四種粉筆，再以品質最好的一種作為後續改良重點；此外，我們也研究蛋膜及不同材質的蛋殼對實驗的影響性，並試著用不同的色料製作有色粉筆，希望能以蛋殼作出最接近市面上販售的粉筆。

 

【X博士步驟說明】

●測試無膜蛋殼粉在不同項目的清晰度

   

「無膜蛋殼粉＋粉筆灰＋水」在「清晰度」此向度是成果最好的，且也較不會刮傷黑板，做出的蛋殼粉筆也較堅固，因此便以此種粉筆為改良重點。

 

●改變「無膜蛋殼粉」和「粉筆灰」的比例，再混合水製作成粉筆。

   

「無膜蛋殼粉 20 克＋粉筆灰 20 克」在各向度效果都最好，蛋殼粉和粉筆灰的最佳比例為「1：1」。

 

●研究「蛋膜」對實驗的影響；以及「不同材質的蛋殼」對實驗的影響

   

由上表得知，有蛋膜的粉筆並不會影響實驗結果。不同材質的蛋殼粉在黑板試寫的結果都很好，但「鴨蛋蛋殼粉」會留下較明顯的刮痕，故若要推廣蛋殼粉筆，不建議使用「鴨蛋」。

 

●利用「有色粉筆灰」及「顏料」來製作有色粉筆

   

 

數據分析與結論

一、蛋殼粉筆的顆粒雖然較粗，感覺不如市售粉筆滑順，但寫在黑板上的字體還算清晰可辨。

二、蛋殼可至學校廚房回收，而粉筆也可到各班級回收使用，以達資源回收效果。 三、蛋殼粉筆的製作流程簡單(不需要太高深的技術)、成本低廉、原料取得容易等優點，故很適合在校園裡推廣。

四、蛋殼粉筆寫在黑板的滑順度，比起市售粉筆還是差了一點，我們覺得如果能夠在研磨方法及製作技術上加以改良，提升蛋殼粉末的細緻度及附著度，將能夠大大改善前述蛋殼粉筆的缺點，也是未來值得繼續努力的方向。

 

以下是評審給的評語

   

 

【X博士評語】

生活中常常會看到的廢棄蛋殼，成分中有高達97%的碳酸鈣(CaCO3)，而且由於蛋殼無法回收，只能用焚燒的方式處理，但燃燒後會產生大量的二氧化碳，對地球的環境來說是一個傷害，如果能將這些廢棄蛋殼做成粉筆，不但兼具實用與環保，也可以代替市售粉筆，在未來具有發展性。

一天之內開了47張罰單, 所以呢?

最近有一則新聞，是新北市有一個地方有一條小巷子裡，兩邊都畫紅線，許多居民在紅線的內側停了機車，在某一天被開了47張罰單。 這一則重複播放了好幾次， 有關新聞有幾點可以讓我們思考一下

 
(引用自台視新聞)

居民的訴求是什麼?

只要是有民眾不滿意的事情發生時，透過抗議的行為希望得到回應是在所難免。任何一個抗議行為應該會有一個訴求的重點，這個新聞的訴求重點到底是什麼？居民不斷的告訴記者「一天之內開了47張罰單」、「明明停在紅線內側」、「難到要把機車搬上樓」…講完了這些，所以希望得到的改善是哪一點呢？

1. 請警察把這一天開的罰單收回去不算
2. 一天之內一條巷子總開單數減少、或是被重覆開單的時間要拉長
3. 只罰機車凸出紅線外的機車，不罰沒有凸出來的機車
4. 把紅線改成停車格、或是取消紅線讓大家安心停

看了很多次這則新聞，如果「一天之內開了47張罰單」這件事情不應該的話，那應該要怎麼樣才對？

 
(引用自台視新聞)

「一天之內開了47張罰單」這句話後面應該不是接句點，而是還有一句話被省掉，這句話才是新聞報導時，引導觀眾想法的重點。它可能是

「一天之內開了47張罰單，這個地方的居民怎麼大家都不守法」
「一天之內開了47張罰單，警察大人真是太過分了」

新聞中訪問的民眾應該是傾向後者。如果後者想法是正確的，那我們就要把這個責任劃分清楚。警察的工作是執法不是立法。如果只是警察在執行法律的過程中引起不滿，那有可能表示這個法律不合時宜，需要改正的不是警察而是法律。另一種可能就是單純受罰的一方內心不舒服，只是情緒上的表達。窄巷畫紅線是對或不對，大家可以自己斟酌。而根據規定，不論紅線內外都是不可以臨時停車的。

   

(引用自新北市政府交通局網站)

接受訪問的人就是被開罰單的人
窄巷會畫紅線，一定有它畫紅線的道理。除了讓行車順暢，另一個重點就是為了讓火災發生時，消防車可以順利進入。這則新聞的受訪民眾都是住在這條巷子裡被開罰單的人，會以自己的角度來發言。如果訪問隔壁的隔壁的隔壁，在這條巷子發生火災可能也會被燒到的鄰居，相信鄰居們也會有人跳出來說「為了公共安全，警察應該加強取締」、「管區員警不管窄巷亂停、火災發生誰能負責」這樣的話。

 
(引用自台視新聞)

警方平常沒開單，不代表今天不可以開單
常聽到有人交通違規被警察抓到的時，常常可以聽到有人講「很多人都違規，為什麼只抓我一個？」、「警察都只抓好抓的、欺負弱小」這句話所代表的意思是違規的人覺得警察不公平，警察既然沒有抓別人，所以也不可以抓我。想想看如果強劫你的壞人被警察抓到時，壞人跟警察說「世界上還有這麼多更大的犯人不抓，你為什麼要抓我」難道這個時候警察就應該把這個犯人放掉嗎？警察平常沒開單，應該是僥倖沒拿到罰單，今天被檢舉只是表示這事有人看不下去東窗事發，並不代表警察今天開單是一個錯誤。

 
(引用自台視新聞)

前面講的只是我對這個新聞的看法，最後如果說一句我心裡真的想要說的話。台北市與新北市絕對是台灣生活水準很高的兩個城市，享福也請惜福。居民享受大城市中非常多的福利與便民措施，這些都是其他地方所比不上的。有了城市生活的繁榮與便利，難免有時候需要承受這些繁榮所帶來的小小困擾。如果住在偏遠的鄉下，隨便亂亂停車停十年也可能都收不到半張罰單。

小卡老師莊舒涵 出色溝通力課後心得

「溝通很重要」這件事，就算沒來上課的人也都應該知道，想要「如何建立良好的溝通」，或許可以經由自己經驗的累積、跨越許多不良溝通之後可以做到。但上完「出色溝通力」之後，真是讓我對這樣不善於溝通的人，對如何建立良好溝通，有了更深一層的了解。以下是上完課讓我想到的一些經驗：

 

讓我想到直銷
我身邊蠻多人在做直銷，雖然我自己沒有經營直銷，但我不排斥這個行業，有需要的產品，我也會透過朋友來買需要的東西。不過蠻多直銷朋友想跟我介紹產品時，比方說是某種營養品，通常都會仔細的告訴我這種營養品的效果，以及自身使用心得。但我這個人就是個性比較急，一開始就關心多少錢，其他有關這個營養品的成份和神效，我們會覺得我去查就有了，營養品的效果因人而異，你一直告訴我你吃了有效，我也不覺得我吃了會有效。我願不願意用這個價錢去買來試試看才是我的重點。一個sales沒注意溝通技巧，碰到我這種不需要拐彎抹角的人，還一直循序漸進慢慢來，那我可能直接找別人買了。

 

讓我想到團隊
一件事情如果是需要團隊一起完成，組成團隊時通常都是從自己的好朋友開始找起。但是適合當朋友的伙伴，未必是適合一起工作的伙伴。不同的溝通方式代表了不同的人格特質。課程中經由分析每一個人溝通方式的不同，其實可以看出每一個人的「顏色」，這個顏色除了讓我們了解如何與對方建立良好溝通之外，更可以為這個顏色背後所代表的人格特質，安排與自己最適合的工作角色。

 

讓我想要趕快試用「出色溝通力」
上完部落格課程就要寫證落格，上完簡報課程就要做簡報。上完溝通課當然就要馬上用用看。這個課程的應用實在是立桿見影，身邊立刻就可以找出可以用來練習的對象。找一個你的主管或是老闆，找一個你的同事或下屬，再找一個平常你最需要跟他打對台的人，先把這三種人的「顏色」找出來，下次跟他們「有目地的」對話時，不要像以住一樣有話就說，想從對方的顏色開始想想要怎麼切入，一次兩次，訓練自己的發現言是「想過再出口」，習慣自後，出色溝通力也就自然練成了！

【科展解析】電不電有關係--『奇、檬』子的問題

 

看到日本台，有人利用檸檬做成電池，驅動了一台大型的遙控汽車，覺得超神奇的，也引起了我們莫大的興趣，於是，科展就這麼開始了。

 

【X博士摘要說明】

1.      影響水果電池功率大小因素之探討

2.      利用實驗所得之最佳條件自製簡易電池

 

第 48 屆 國中生活與應用科學科作品

題目：電不電有關係--『奇、檬』子的問題

作者：彰化縣立和美國民中學的同學們

 

【摘要(原文)】

本研究旨在找出影響果汁電池電壓、電流大小之因素，進而改良、設計出一電壓穩定、電流大之簡易果汁電池。綜合本次的研究結果可發現：

1. 電壓：選擇氧化還原電位差異大的金屬當正、負極，即可得到電壓大的電池

2. 電流：選擇檸檬當電解質並加入食鹽，且電極距離要近、深度要深、接觸面積要大，把握這幾項原則，就可以製作出功率、電量都不錯的電池。

3. 自製加鹽奇異果汁的電量為 31.5 mA〃h，而加鹽檸檬果汁的電量為 70.8 mA〃H（只測試一片鎂-銅電極所做的電池）

4. 將電極，像鉛電池的單槽電極般放置，電流顯著增加。利用此種方式，自製一個 1.5V、220mA 的加鹽果汁電池。

 

【X博士步驟說明】

●探討不同水果對電壓、電流的影響

   

不論何種電極，奇異果的電壓明顯高於其他水果，鳳梨、檸檬次之。

使用鎂-銅電極者，檸檬和奇異果的電流，遠大於其他種類的水果；使用鋅-銅電極者，以檸檬一枝獨秀，奇異果、柳丁次之，其他則不顯著。

 

●探討水果及果汁對於電壓、電流之影響

   

將水果打成果汁後，電壓、電流值明顯上升，電壓值上升快三倍，蘋果電流，上升超過20 倍。

 

●串聯與並聯的不同

   

不管多少個電極串聯或並聯，電壓值都不會有太大的差別；而電流大小則隨著串聯的電極片變多而有增加的傾向，但不顯著，而且加鹽檸檬汁的電流比加鹽奇異果汁大，並聯鎂片、並聯銅片時電流增加的曲線顯著。

 

●自製簡易加鹽果汁電池

使用效果最佳之加鹽檸檬汁，並聯鎂片為負極、銅片為正極。

   

 

數據分析與結論

（一）影響電壓者：

1. 電極種類，當兩電極的氧化還原電位差異愈大時，電壓就會愈大，電流也愈大。鎂-銅電極的電壓最高；鋅-銅電極次之，鋁金屬不適合當電極。

2. 電路串聯時，電壓增加，增加的倍數大約是兩倍。

（二）影響電流者：

1. 電極深度、距離對電壓的影響較小，沒有顯著差異；電極的深度、距離對電流的影響很大，和電流有正相關。

2. 檸檬和奇異果的pH 值最小，導電能力較強，電流也就愈大，濃度對電流所造成的影響成正相關。

3. 加入食鹽，電流明顯增加，加鹽讓果汁電池的功率顯著提升

5. 電路並聯時，電流增加。

 

以下是評審給的評語

   

 

【X博士評語】

原來只要利用金屬片和幾條電線，就能讓動手做出水果電池，其發電原理是：兩種金屬片的電化學活性不一樣，其中較活潑的金屬片能置換出水果中的酸性物質的氫離子，由於產生了正電荷，產生了電場，所以在組成原電池的情況下，由電子從回路中保持系統的穩定，理論上電流大小和果酸濃度相關。而量測出的電壓將近有1.5伏特，跟市售的電池差不多，在緊急時刻需要電力時，就能做出簡單的水果電池。

【科展解析】音樂數學，數學音樂

 

音樂和數學也應該有著淵源的！我們希望找出是否在音樂中暗藏著數學的規律性，鋼琴中移調、轉調的重要基本─—十二平均律，以及某些樂派作曲的規則是否可以用數學呈現，這一切引起了我們的好奇

 

【X博士摘要說明】

1. 探討華文流行音樂至副歌總秒數與第一段落處總秒數的比值是否遵守黃金比例


2. 探討校園民歌(至副歌總秒數與第一段落處總秒數的比值是否遵守黃金比例


3. 探討西洋經典(至副歌總秒數與第一段落處總秒數的比值是否遵守黃金比例

 

第53屆 國中生活與應用科學科作品

題目：音樂數學，數學音樂

作者：彰化縣立陽明國民中學的同學們

 

【摘要(原文)】

在課堂中，老師提及黃金比例 1:0.618，並說明黃金比例無所不在。這引起了我們的好奇，音樂是否也存在黃金比例?本組計算熱門歌曲的副歌總秒數與第一段落處總秒數的比值是否大多遵守黃金比例。也同時計算古典樂的部分，驚喜發現古典音樂的呈式部、發展部、再現部，而「至再現部的小節數」除以「總小節數」竟然也有黃金比例。接著，我們研究了十二平均律的等比關係與樂器中調音所需之頻率(即音高)關係，在其中，我們注意到「新維也納樂派」的十二音列作曲法竟可以以數學矩陣來表示！經由這些發現，我們試著應用在創作曲上，即使不是音樂家，也可以藉數學矩陣變換，大大豐富我們的樂句！原來 : 音樂是感覺中的數學，數學則是推理中的音樂，兩者密不可分！

 

【X博士步驟說明】

●計算音樂中的黃金比例

KK box2008 年年度數位音樂風雲榜榜單前10 名的華文歌曲，計算副歌總秒數與第一段落處總秒數的比值。而黃金比例約等於0.618，若我們允許誤差 ±5％，則比值在0.568~0.668 均屬黃金分割。

   

在2008 年的流行歌曲中，我們選的10 首曲子通通符合黃金分割，通過率100％

 

   

在2009 年的流行歌曲中，我們選的10 首曲子通通符合黃金分割，通過率100％

 

   

在2010&2011 年的10 首流行歌曲中，8 首曲子符合黃金分割，通過率80％

 

   

在校園民歌的8 首曲子中，有6 首符合黃金分割，約占了6/8*100％≒75％

 

   

在10 首西洋經典中，有7 首符合黃金比例，占了70％

 

數據分析與結論

從KK box2008、2009、2010、2011 華文流行歌中，計算副歌總秒數與第一段落處總秒數的比值，是否接近黃金比例近似值0.618(可接受的誤差值範圍約在上下5%)，並且發現許多流行歌曲的副歌總秒數與第一段落處總秒數的比值都符合黃金比例。音樂的好聽與否，有時很主觀，所以本實驗不採用問卷，而是以K 歌點播排行。發現:2008 及2009 年的前十名均符合至副歌總秒數與第一段落處總秒數的比值約等於0.618(我們允許誤差 ±5％，比值在0.568~0.668 屬黃金分割)足見音樂作曲中存在著黃金比例!

 

以下是評審給的評語

   

 

【X博士評語】

歐幾里德這位幾何學大師用一條簡單的幾何定理就為黃金比例下了完美的定義，即把一條直線（或線段）一分為二，則長線段與短線段之比恰等於完整直線與長線段之比。而在音樂的領域裡，不知不覺就出現了這個黃金比例，這個比例約等於1.618可以說是世界上最美麗的數字!

【科展解析】小掛鉤大力士

 

從大賣場買了不同的掛鉤回家，經過一段時間後發現，有些掛鉤承受不了重量而掉落下來。後來經過減輕重量後，還是脫落下來。我們感到很納悶，為什麼同樣的掛鉤貼在不同的地方，能夠承受的重量卻相差很大?

 

【X博士摘要說明】

1. 比較不同材質的牆面是否影響掛鉤的負載重量


2. 探討不同廠牌掛鉤標示與實際負載重量的差異性


3. 找出增強掛鉤載重量的方法


4. 探討溫度對掛鉤負載重量的影響

 

第    51 屆 國小生活與應用科學科作品

題目：小掛鉤大力士

作者：臺北市內湖區明湖國民小學的同學們

 

【摘要(原文)】

本研究在探討背膠式掛鉤的吊掛承重程度、不同牆面適合使用的掛鉤背膠種類，並尋找增加掛鉤負載重量的方法。我們以寶特瓶裝水自製簡易秤重計，測量掛鉤的載重量，研究過程中發現不同牆面的材質，確實會影響背膠式掛鉤的載重量；其中以磁磚與玻璃牆面最容易受環境溫度的影響，不適合使用背膠式掛鉤。不過就實驗數據得知，市面上所販售的掛鉤，實際負載的重量大多超過廠商所標示的負載重量，值得參考。實驗過程中，水泥牆面易受到掛鉤脫落時造成的破壞，因此如何讓殘留的背膠輕鬆去除，進而運用價廉、易於取得的材質替代背膠，只要鉤體完整，掌握改造與使用的要訣，使用過的掛鉤就可以再次 DIY 運用，小小的掛鉤即可發揮大大的潛力。

 

【X博士步驟說明】

●比較不同材質的牆面是否影響掛鉤的負載重量

我們選定 3M 無痕掛鉤 NO.27002（荷重標示 450 克）做負載重量的測試。

   

(一)水泥牆＞鐵板＞木板＞美耐板＞玻璃＞磁磚＞毛玻璃＞花紋磁磚

(二)掛鉤黏著於水泥牆面，能夠承載最大的重量，是使用場地的最佳選擇。從實驗數據顯示，無論背膠式掛鉤黏貼在哪一種場地材質上，都符合廠商所標示的負載重量。

 

●找出增強掛鉤載重量的方法

我們選擇佳佳牌強力無痕掛鉤進行改造。將 7 種不同的背膠材質以相同面積 4平方公分大小固定在掛鉤後，再以水泥、木板和磁磚牆面進行實驗。

   

載重結果排序與上個實驗水泥牆＞木板＞磁磚相符。

從圖可見AB膠改造的掛鉤載重力最高可達10㎏，但是它在脫落時會破壞牆壁的表面，因此即使耐重的程度最好，在日常生活中並不符合實用性。海報N次貼在7種改造的掛鉤中，不論在哪種牆面，幾乎完全無法載重。

 

●不同形狀的掛鉤背膠負載重量紀錄表-磁磚牆

   

載重結果排序與上個實驗水泥牆＞木板＞磁磚相符。

以一般市售泡棉膠為背膠材料，裁切成相同面積時，長方形背膠能負載最多的重量；三角形背膠負載的重量最少。

 

●探討溫度對掛鉤負載重量的影響

選定 3M 無痕掛鉤、佳佳牌、佳佳牌鉤體＋長條形泡棉膠 3 種掛鉤、以磁磚牆面進行實驗。將牆面以吹風機持續加熱 10 秒、20 秒、40 秒，棒狀溫度計測得磁磚周圍溫度達 40℃、 60℃、80℃時分別貼上 3 種掛鉤，在 24 小時之後同時開始實驗，

   

各種廠牌掛鉤載重量都隨著溫度升高而增加，其中又以D-佳佳牌最為明顯。

當加熱10秒、溫度到達40℃之後，掛鉤載重量之增加變得緩慢。

 

數據分析與結論

各種廠牌的掛鉤以 3M 無痕掛鉤、VIM 冷膠粘著掛鉤、CHI-HAO 冷膠粘著掛鉤表現最佳，它們都使用 3M 生產的泡棉膠做為背膠材質。所有廠牌的掛鉤在水泥牆、木板牆載重皆超過標示的 500g，甚至 19~3.5 倍。使用過後的掛鉤，只要鉤體完整，利用一般市售泡棉膠，善用「牆面選擇」、「背膠形狀」、「升高溫度」等 3 個重點，並且熟記 DIY 的口訣：算→剪→熱→熱→等，即可回收再利用。

步驟一：測量掛重物重量，計算所需面積或掛鉤數量

步驟二：將泡棉膠裁剪成長方形

步驟三：以吹風機加熱掛鉤背面 10 秒後黏貼背膠

步驟四：吹風機加熱牆面 10 秒後固定掛鉤

步驟五：靜置等待 24 小時後開始使用

 

以下是評審給的評語

   

 

【X博士評語】

大多數的家庭都有使用掛鉤，其中背膠式掛鉤占了一大部分。而掛鉤的價格是否就等於它的載重力呢?其實只要使用舊的掛鉤，就可以自行DIY，過程相當簡單，同時也符合經濟與實用性，是一份值得推廣的科展作品。

【科展解析】黏綿到天邊-棉花糖製作探究

 

在園遊會裡，看到有人在賣好吃的棉花糖，在旁邊看總是不禁垂涎三尺，好想吃 喔！要如何自己做好吃的棉花糖呢？

 

【X博士摘要說明】

1. 探討如何使物體產生良好的轉動效率？


2. 探討不同轉速（不同電壓）對於棉花糖產生的影響？


3. 探討溫度（火焰大小）對於棉花糖的產生的影響？


4. 探討旋轉物體上的孔洞大小對於棉花糖產生的影響？

 

第 47 屆 國中生活與應用科學科作品

題目：黏綿到天邊-棉花糖製作探究

作者：臺中縣立光德國民中學的同學們

 

【摘要(原文)】

本實驗主要探討的是如何製作棉花糖，其過程以及他的周邊關係，例如：轉速、溫度、洞的數量…的關係。由此實驗我們可以得知如何做出好吃的棉花糖，最主要是因為轉動的速度和溫度，我們發現在電壓 4V~6V 所轉出的棉花糖的品質最好，而我們再控制溫度時發現以大火加熱最為理想，將其二理想方法合而為一便能製造出好吃的棉花糖。

 

【X博士步驟說明】

●探討如何使物體產生良好的轉動效率？

將不同的鋁罐上方鋁片利用開罐器打開，採用不同鐵絲的組合情況來當作鋁罐與馬達之間的連接裝置。再將不同鐵絲、冰棒棍與馬達相連接，接上電源供應器，通電後觀察鋁罐的轉動情況。

   

利用冰棒棍當平衡棍，找出鋁罐上方中心點，利用鐵絲將木棍綁在鋁罐上連接上馬達，邊轉動邊調整，最後可以完成一個即使在高速轉動下仍會平衡的裝置。

 

●探討不同轉速（不同電壓）對於棉花糖產生的影響？

利用自製棉花糖製造機，每次均加入十公克的糖，改變馬達上通入電壓的大小。在不同轉速之下，加熱，測量在黑色塑膠袋上出現棉花糖絮時的時間。

   

開到4V時，我們發現所轉出的糖絲呈現最佳狀態，糖絲顏色呈現白色且輕；再開到6V，發現雖然還是有轉出糖絲，但是糖絲量比較少，且產生的時間較長；但是如果將轉速加大至7V以上時，我們發現也不容易產生棉花糖糖絮，探究其原因發現應該是轉速太快導致不容易受熱，因此糖不容易融化，所以也不容易產生棉花糖。

 

●探討溫度（火焰大小）對於棉花糖的產生的影響？

將鋁罐分別放置在較大酒精的火焰上。鋁罐接上馬達，每一次測量均加入十克的糖。放在酒精燈上加熱並加以相通不同電壓，求在黑色塑膠袋上出現棉花糖絮時的時間。

   

利用4V的轉速時因為轉速太慢，導致加熱時間太長。但是如果將轉速加大到8V 以上時，我們發現也不容易產生棉花糖糖絮，探究其原因發現應該是轉速太快導致不容易受熱，因此糖不容易溶化，所以也不容易產生棉花糖。

 

●探討旋轉物體上的孔洞大小對於棉花糖產生的影響？

將鋁罐分別放置在不同酒精火焰大小上。鋁罐接上馬達，並加入十克的糖。放在酒精燈上加熱並加以相通不同電壓，求在黑色塑膠袋上出現棉花糖絮時的時間。

   

大孔隙的鋁罐在旋轉的過程中雖然比較晚產生棉花糖絮，但是卻比小孔隙鋁罐較早產生糖漿顆粒，探究其原因是因為大孔隙可能比小孔隙更容易讓融化後的糖漿先行甩出，所以才會較早出現糖漿顆粒，但是如果要產生棉花糖絮的話還是小孔隙的鋁罐會比較好，此現象在四排鋁罐中也重新得到驗證。

 

數據分析與結論

孔隙愈大的鋁罐雖然比較早出現糖漿，但是如果是要出現白色的棉花糖絮的話小孔隙的鋁罐效果會比大孔隙鋁罐效果還要好。如果要使棉花糖產生的效果達到最好，就要先利用大火將鋁罐先快速加熱讓糖粒先融化，當一產生四周一產生糖漿顆粒時，緩慢將馬達加速（最好能採用高轉速高扭力的馬達，並且馬達加壓至4~5V），如此棉花糖變會快速的在四周產生，不論是顏色與產量或是產生時間都可以達到最佳的狀態。

 

以下是評審給的評語

   

 

【X博士評語】

棉花糖的製作原理是將糖加熱融化掉後，再利用機械旋轉離心力的關係將糖絲甩出，當甩出的糖受到外面空氣的冷卻後，就會再次凝固而形成棉化狀的糖絲。所以每次接近棉花糖機器時總會感覺到熱熱的，但究竟要多熱、轉多快才能作出好吃的棉花糖呢?此份科展作品用自己精心研發的馬達鋁罐，可以控制轉速和溫度，調配出最佳的方法，不仿也可以試試看。

為什麼我想送阿歆生日禮物?

送人生日禮物是一件很平常的事，但我是「很想」送阿歆生日禮物。如果送人生日禮物是一件正常的事的話，那「很想」送阿歆禮物，應該就有些原因了。生活中的小事，原來也可以挖出心中的一點點東西

 
原來我想「為她做些什麼」

就算生了小孩當了爸媽，可能還是不知道怎樣才能當一個好爸媽。要「給小孩最好的」很簡單，在能力範圍內衣服挑貴的、學校挑名校，雖然不見得貴的東西一定好，但也會有一定的品質保證。不過「給小孩最好的，未必是最好的教育方式」，父母要思考的應該是「怎麼做樣對小孩對好」。「對小孩最好」遠比「給小孩最好」困難多了，而且每個人環境不同、小朋友也不同，不會有標準答案，也不會有找出標準答案的SOP。但可以肯定的是，每個父母都會想在能力範圍內，找出「對小孩最好」的方式。基於這樣的出發點，我也習慣了有一種想「為她做些什麼」的心情。因為這樣，讓我很想送阿歆一個生日禮物。
 
原來我想「看她笑」

送人禮物最大的回報，應該就是收到禮物的人真心喜歡這份禮物，發自內心感到高興，然後給送禮的人一聲謝謝。送禮的人得到一聲謝謝的感覺有深有淺，淺的可以像是FACEBOOK每天提醒你跟些不熟的朋友說生日快樂時，對方禮貌性的回覆；深的就是來自你最重視的人，親人、情人、摯友都會有這樣的感覺。我很喜歡人家跟我說謝謝的感覺，深的淺的我都喜歡。從阿歆口中說出的更不用說了。阿歆跟我一樣都喜歡住旅館，她前一次開心到跟我說謝謝，是我帶全家人去住一間漂亮時，無預警情況下跟我說的，我太喜歡這種感覺了。因為這樣，讓我很想送阿歆一個生日禮物。
 
原來我想「留下些什麼」

大人一天一天看著自己年紀增長可能比較沒感覺，但小孩從嬰幼兒變成兒童，外型上會有很大的改變，所以有了孩子之後，看著孩子一天天明顯的長大，對光陰的流逝感受會格外的深刻。因為這樣，我們常常可以聽到「不知不覺已經要上小學」、「轉眼就已經這麼高了」這樣的感嘆。回頭看看流逝的時光中有著許多的回憶，其中還有些「很值得回憶的回憶」，於是這時候我就會想，想在未來再次回頭 時看看今天的時候，也想要在今天有一件「真的值得回憶的事情」。孩子在身邊的每一天，每一天都一樣的珍貴。我想讓阿歆在接下來的這個生日裡放下一個書籤。因為這樣，讓我很想送阿歆一個生日禮物。
 
阿歆，妳生日我要送妳一個禮物。