逆流而上-馬拉高尼效應之河川逆流汙染

專題名稱逆流而上-馬拉高尼效應之河川逆流汙染

專題描述研究動機 : 由於學校給予我們完善的實驗配備,所以我們做實驗的機會和資源比較多。偶然在一次實驗中,發現原本應該只出現在燒杯內的物質,出現在了滴管中。我們當時無法解釋此現象發生的原因。然而在後來的多次實驗中,證明了滴管中多出的物質皆與滴入試管之液體所含的物質是相同,這證明了我們的假設是對的,而我們的假設是原本應已經流到試管中的物質又回到了滴管中,於是我們在網路上查閱與此相關的現象或原理。馬拉高尼現象是我們找到的結果。
預期效益 : 透過了解逆流污染的過程,嘗試找出解決逆流汙染的辦法。以臺灣為例,南部地區因為重工業發達,許多工廠將汙染物排入河川當中,因為逆流汙染使得上游地區水源嚴重汙染。透過解決此問題,可以增加水資源的取得來源,可以間接減緩南台灣冬天缺水問題。

隊伍名稱Mr. Marangoni

指導老師黃文怡 

參賽學生陳嘉旭 陳靖和 杜竑寬 蘇瑞茵

序號檔案內容上傳者最後修改
10作者 黃靖淳、張雯菁、許毓茜
來源 https://www.ntsec.edu.tw/Science-Content.aspx?a=6821&fld=&key=&isd=1&icop=10&p=1&sid=5026
描述 我們發現水滴大小、滴落的高度、液面振動與否以及表面張力大小等因素都會影響水滴是否會彈離液面的結果,我們把撞擊的過程給攝影下來並進行分析。
杜竑寬2021/10/3 上午 11:24:41
9作者 陳碧娥、吳娥貞
來源 https://www.ntsec.edu.tw/Science-Content.aspx?a=6821&fld=&key=&isd=1&icop=10&p=1&sid=7161
描述 擠壓眼藥水瓶,瓶裏的藥水就一滴一滴滴下來。學了「表面張力」後,知道水滴是由於表面張力作用所造成的。但是「一液體一滴體積的大小有怎樣的差異,其體積大小與表面張力有如何的關係?」又是一個問題,於是我們利用種種方法來求解決。
杜竑寬2021/10/3 上午 11:22:33
8作者 林明裕、許乃懿
來源 https://www.ntsec.edu.tw/Science-Content.aspx?a=6821&fld=&key=&isd=1&icop=10&p=1&sid=7254
描述 科學時代所講求的是效率;為達此等目標,吾等謹致力於尋求規律,就其各種界面活性劑對於溫度、濃度、表面張力等因素,與去汙效力相互比較,以尋求最有利用價值的經濟點。
杜竑寬2021/10/3 上午 11:21:06
7作者 宜蘭縣立國華國民中學 林川祐 陳品豪 邱 冕
來源 https://www.ntsec.edu.tw/Science-Content.aspx?a=6821&fld=&key=&isd=1&icop=10&p=1&sid=15746
描述 利用各液體的表面張力不同,讓觀察液從迷宮起點移動到終點,並觀察各項條件對Marangoni flows流道選擇的影響
發現Marangoni flows 會選擇色素在距離起點較近的岔路時,因張力梯度較大,進入
到兩側岔路的速度較快、距離較長,導致流道選擇較不
明確。
以及選擇總面積較大的流道
蘇瑞茵2021/10/3 上午 10:27:02
6作者 洪瑋駿、洪瑋澤
來源 https://www.ntsec.edu.tw/Science-Content.aspx?a=6821&fld=&key=&isd=1&icop=10&p=1&sid=10057
描述 本實驗藉由製作泡泡氣壓計裝置來測量泡泡的表面張力,並透過最大泡壓法與簡易測量法等其他方式來檢視泡泡氣壓計的功能。並且利用泡泡氣壓計探討溶液濃度對泡泡表面張力的影響,並比較甘油與糖水對泡泡表面張力影響的差異。
杜竑寬2021/10/3 上午 10:23:12
5作者 陳英杰
來源 https://www.ntsec.edu.tw/Science-Content.aspx?a=6821&fld=&key=&isd=1&icop=10&p=1&sid=8418
描述 凡作用於液體表面,使液體表面積縮小的力,稱為液體表面張力( liquid surface tension ),因液面上部蒸氣或空氣分子不如液體內之分子密,故內部分子力(inter molecular force ) 較大,使分子有走向液體內部的趨勢,因此液體表面常生面積縮小之張力。
杜竑寬2021/10/3 上午 10:21:11
4作者 蔣儀宣、朱凰華、徐悅聲
來源 https://www.ntsec.edu.tw/Science-Content.aspx?a=6822&fld=&key=&isd=1&icop=10&p=1&sid=9440
描述 一顆純水水滴落在水面上通常會立刻與水面結合,但當液滴以固定高度朝向有界面活性劑的液面釋放時,這顆水滴會較在沒有添加界面活性劑的水面上時生存更久。根據統計結果,不同釋放高度和界面活性劑的有無及水滴大小均會影響水滴的生存期。
杜竑寬2021/10/3 上午 10:19:13
3作者 袁苙芸、蕭佩宛、宋品燊
來源 https://www.ntsec.edu.tw/Science-Content.aspx?a=6821&fld=&key=&isd=1&icop=10&p=1&sid=9496
描述 發現水面上兩個肥皂泡靠近至一定距離時會加速快速互相靠近。這代表了此時肥皂泡必定有受力,才能產生加速度。經由資料分析及一連串的實驗排除了各種力量因素的影響,最後找出造成此一現象的成因,就是馬拉高尼效應(MarangoniEffect)產生的馬拉高尼流的帶動,導致兩肥皂泡加速靠近。
杜竑寬2021/10/3 上午 10:11:46
2作者 李景安。彰化女中。三年八班
來源 http://blog.ncue.edu.tw/sys/lib/read_attach.php?id=2015
描述 研究表面張力、內聚力、附著力的計算
以及毛細現象等表面張力的應用
蘇瑞茵2021/10/3 上午 10:10:04
1作者 江奕佳、葛芫君、劉律辰
來源 https://www.ntsec.edu.tw/Science-Content.aspx?cat=&a=0&fld=&key=&isd=1&icop=10&p=67&sid=13213
描述 在實驗中我們利用生活中的物品,組裝出一個自製測量表面張力的儀器,使水的表面張力經過水溫、界面活性劑以及不同液體的測定實驗。而我們也利用各種清潔劑來探討表面張力被破壞的情形,我們發現不同清潔劑溶液有不同的表面張力,有些更會隨著濃度改變而變化。
杜竑寬2021/10/3 上午 10:08:00

序號封面照內容說明上傳者最後修改
7類別 相簿集
名稱 2021/10/3
說明
10/3 我們主要討論了小論文的書面報告,我們參考了不少歷屆得獎者的書面報告。在這之中,我們都受益良多,學到不少相關知識並運用。除了討論書面報告之外,我們也將10/2剩下的資料補足。
我覺得我們這次的討論的過程中分工很完整,沒有不知所措的人,而且大家都完成了自己的工作,希望我們下一次也可以保持這樣的狀態
蘇瑞茵2021/10/3 下午 12:19:16
6類別 相簿集
名稱 2021/10/2上傳資料
說明
今天我們將我們需要上傳的資料大部分都上傳了,我覺得我們做得很好的地方是我們平常就有將一些我們查過個資料、活動紀錄都記錄下來,這樣我們在填寫這些資料時就可以直接抓下來,不需要再花多餘的時間去查這些資料,這讓我們有更充足的時間去完成書面報告,但是我們上傳的時間有點太趕了,下一次可以在更提早一些。
杜竑寬2021/10/3 上午 11:58:05
5類別 youtube影片
名稱 逆流汙染實驗過程
說明
以草為雜質、壓克力板做河道、蓮蓬頭沖水模擬河川流動。
陳嘉旭2021/10/2 下午 03:35:55
4類別 相簿集
名稱 2021/9/18實驗ING
說明
2021/9/18我們開始進到實驗階段,我們已經有先是前討論過實驗進行流程了,所以當天我們就在下午兩點時到杜竑寬家裡,開始我們的實驗,實驗內容如研究方法所示,而且實驗也和我們的預期相符,在下游的雜質因表面張力位階的關係而游回上游,這驗證了河川上的逆染現象是真實存在的。
陳靖和2021/10/2 下午 03:02:17
3類別 相簿集
名稱 2021/9/17事前討論
說明
2021/9/17我們於今天討論出了實驗的進行方式,我們實驗的主旨是要證明河川的逆流不只是因為土壤、風或是其他因素所造成,還有馬拉高尼現象的"貢獻"於是我們選擇了密閉無風的廁所去驗證我們的理論,我們用雜質讓下游水的表面張力變小,讓他產生表面張力大小的區別,好讓我們於河川逆流的情況中發現馬拉高尼現象的身影。
陳靖和2021/10/2 下午 02:58:12
2類別 相簿集
名稱 9/8工作分配
說明
2021/9/8我們在晚上8~10點時間統整了我們在之前討論過所有零散的內容,並且鎖定我們的指導老師,我們也於今晚大致地決定了我們未來需要探討與研究的方向,我們打算一人負責一個主題,例如:陳靖和負責實驗設計與器材準備、陳嘉旭與杜竑寬則是決定我們研究的效益以及未來能夠繼續發展的方向,最後蘇瑞茵是統整研究理念與目標。
陳靖和2021/10/2 下午 02:13:55
1類別 相簿集
名稱 9/1訂定主題
說明
2021/9/1第一次討論,大致上確定我們的主題,因為其實我們都認為定主題是整個小論文中最難的部分,因為我們每個人心中都有一個覺得可行的主題,但提出後又發現做不出來,導致我們直接陷入僵局,沒人能有一個可行的想法,終於在最後找到了一個有趣又能深入探討的主題-馬拉高尼效應
陳靖和2021/10/2 下午 02:11:09

序號內容上傳者最後修改
9作者 陳嘉旭
標題 實驗的盲點
內容
在一次討論完的回家途中,我和我媽在討論實驗的過程。在聽完我們的結果後,她道出了我們實驗的一個盲點:雖說在實驗中我們的確觀察到雜質逆流而上,但那有可能是水流碰到浴缸壁後反彈而推動的,因為她突然想到在自然界中的河流是開放的環境。雖然沒有時間重做實驗,但我仍然很高興我們找到了未來可以改進的方向。

陳嘉旭2021/10/5 下午 08:30:40
8作者 蘇瑞茵
標題 2021/10/04
內容
今天我負責了報告書的最後一部份-引註資料。最一開始,我使用了減號當作分隔,卻發現文字間的空格太小,使人不易看出分隔感,於是為了讓我們的引註資料的排版方式可以較美觀,我參考了歷屆得獎作品排版引註資料的方式。這次查詢相關資料也讓我收穫許多,其中最讓我印象深刻的是,大部分的組別都是以句號來分隔,因為句號占一格的空間,且中間為空心,使人在閱讀時可明確了解分隔區。除此之外,大多組別都是將作者名稱擺在第一位,其次為報告書名稱以及時間(有些人是將時間放在作者名稱後),最後才為資料來源。

蘇瑞茵2021/10/4 下午 10:09:12
7作者 陳靖和
標題 2021/10/2書面報告
內容
在2021/10/2號這天我們統整了以前的所有資料,並彙整成一篇書面報告,我們利用了以前好幾次的討論結果和做過的實驗很容易的就完成了前言、正文和結論,其實我們並不是在10/2號這天把書面報告全部填完的,而是在每次討論中都累積一點點,直到10/2,只要把所有做過的東西加總在一起,我們的書面報告很快就DONE了!

陳靖和2021/10/3 上午 11:54:26
6作者 杜竑寬
標題 2021/9/18(六)討論
內容
今天我們要進行實體的實驗,我們打算實驗,馬拉高尼效應是否真的會造成河川逆流的狀況,我們使用珍珠板當作河道,並且將珍珠板的兩側立起來形成一條模擬河流,再來將在庭院挖的土和草當作河中的雜質和汙染物,最後在浴缸中進行實驗,我們用出水孔作為河流的水流,為了不讓水面一直上升我們不停放掉適量的水,持續相同的動作十分鐘,最後我們發現,雜質確實有回流的狀況,但是我覺得我們的實驗其實有很多可以更好的地方,像是我們的河道不夠長、水量不足造成較重的雜質無法進入循環,但我們今天整體的實驗算圓滿達成了,我們進度又多推進許多了。

杜竑寬2021/10/2 下午 03:03:33
5作者 蘇瑞茵
標題 2021 / 09 / 08討論
內容
這天是我們第二次討論,我們大致上確認了各自的分工以及研究主題及方法。而實驗方法目前的版本是單純研究馬拉高尼效應對河川汙染物的影響,也許是我們在這天的主軸並非討論實驗步驟。
在這天的討論過程中,我深感到我知識的不足,看著隊友認真的討論著馬拉高尼的效應及其應用,而我卻只能查詢著他們討論過的東西,努力追上他們;當自己理解時,隊友又已經討論到更後面的議題。為了彌補這之間的差距,我開完會後,查了不少資料,避免自己再次跟不上。

蘇瑞茵2021/10/2 下午 02:59:45
4作者 蘇瑞茵
標題 2021/09/18 (六) 第一次實驗
內容
這天是我們第一次做實驗。因為先前的網路上的資料不多,少有影片資料,有的相關資料也是只有小型的實驗,因此剛開始的我對這次的實驗並未抱著太大的信心。
直到星期六下午,我們開始做實驗。先是加入了紅色的染料,再加入一些質量較輕的草。
沒過多久,浮在水上的草開始往水龍頭流水處飄去,這不禁讓我感到十分驚訝,原本的我還在思考那些相關的實驗是相較容易成功的,沒想到隊友想出的這個實驗就有非常好的成果。
我很抱歉我懷疑了我的隊友

蘇瑞茵2021/10/2 下午 02:49:53
3作者 陳嘉旭
標題 2021/9/18討論
內容
今天我們聚集在杜竑寬家裡製作逆流污染的河流模型,我們利用壓克力板作為河道,河道寬30公分,長一公尺。另外,受汙染的水以染色表示,也加入泥土更具真實性。說實在,河道的寬度應該按照上下留有不同的寬度,可惜我在模型完成後才想到這個變因,但理論上應該不會影響到實驗結果。我也發現在討論時我和其他組員在認知上有時會有很多差異,希望在之後這樣的分歧能夠緩解,加速實驗進程。

陳嘉旭2021/10/2 下午 02:14:24
2作者 杜竑寬
標題 2021/9/8討論
內容
今天我們的討論大有進展,我們在查詢馬拉高尼效應時,發現它和河川逆流汙染有關,我們覺得這是一個很好的切入點,因為河川逆流汙染是相較於生物學細胞體液輸送或是矽晶片乾燥距離我們日常生活較貼近的,雖然今天討論了很多,但我還是覺得現場討論的效果會較佳,可以立即的提出問題,也可以比較專注,希望下次的實體討論可以跟今天一樣,效率甚佳,討論更多東西。

杜竑寬2021/10/2 下午 02:09:42
1作者 陳靖和
標題 2021/9/8討論
內容
在2021/9/8號這天是我們所有之前的討論中最有進展的一次,在這次的討論中我們準備由自然現象-河流的逆流汙染現象-切入我們的主題:馬拉高尼效應。我發現如果想要討論時能又快又準的切入重點有幾個要素,一、每個人都要在討論前把先備知識備全,才不用再另外花費時間去查資料,二、每個人都要充分地發表「可行」的意見,意思就是要多發表自己的想法,並且在說出來前,先想一想這想法是天馬行空而已還是是能值得我們討論的。三、做出討論流程,於事前先把需要討論的事項列舉出來,確保會議的順利。最後我們要記錄每次會議結果,這些結果不僅讓我們知道自己討論了什麼、也可以避免於下次會議中又討論了重複的內容。

陳靖和2021/9/15 下午 08:28:49

序號封面簡介(摘要)上傳者最後修改
5書名 主題活動試閱 一本書讀懂物理
作者 林珊
出版社 知青頻道
簡介(摘要)
物理學很難懂嗎?一點也不,100個物理故事給你最精彩的體驗!從亞里斯多德到被蘋果砸中的牛頓,普朗克和發明相對論的愛因斯坦,物理學家們孜孜不倦的研究浩瀚的物理學。而這100個物理故事帶領我們進入浩瀚的物理世界。
導讀
物理現象充斥在我們日常生活中:比薩斜塔為何不會倒?高空彈跳的繩索包含著力學?微波爐可以加熱飯菜,因為微波正是一種電磁波,能夠產生能量,指南針可以指引方向是和地球磁場有關,種種的物理學就存在我們的世界裡,與人類息息相關。
杜竑寬2021/10/2 下午 03:52:48
4書名 大人的理科教室:構成物理‧化學基礎的70項定律
作者 涌井貞美 譯者: 陳識中
出版社 台灣東販
簡介(摘要)
本書將以古希臘阿基米德的時代到20世紀前半葉為重心,介紹與「物理、化學」相關的知名「定律、原理、公式」。並用生活具體親切的例子,並輔以豐富的圖例,來幫助讀者理解「物質運動的原理」和「構成世界的機制」等科學的宏觀面貌。
導讀
現代是一個科學很有趣的時代。不僅如此,這些新科技與人類的經濟活動緊密相連,因此常常成為主流媒體爭相報導的話題。各種專業的科學用語理所當然似地佔據了新聞報紙的版面。在50年前還完全無法想像,需要高度科學知識的新聞,開始理所當然地滿天飛舞......。
杜竑寬2021/10/2 下午 03:47:21
3書名 中小學生必讀科學常備用書4:NEW 全彩圖解觀念物理
作者 学研プラス 譯者:李彥樺
出版社 小熊出版
簡介(摘要)
這是一本符合現行課綱,專為國中物理所設計的科學百科。此書採用大量精采照片與插畫,圖解不易理解的知識,以及肉眼無法觀察的化學現象,將抽象觀念具象化,ex.電池與燈泡的並聯與串連、光與聲音的傳播特性、力對運動造成的影響等,讓學生能盡情探索物理的基本現象與原理。
導讀
進入國中之後,學生總有課業突然變難的感覺,因而心生畏懼。建議讀者可以趁上國中前的暑假,或是在每堂自然課前,先無壓力的利用本書預習,會發現上課時老師所教授的概念竟然能如此清楚好懂。
杜竑寬2021/10/2 下午 03:45:59
2書名 物理學家的科學講堂:理解科學家的思考脈絡,掌握世界的定律與真理
作者 田中幸、結城千代子 譯者: 陳識中
出版社 台灣東販
簡介(摘要)
現代科學從我們身邊的各種現象,乃至包含地球在內的宇宙的誕生到終結,都已經可以給出廣泛的解釋。現代科學有時會被當成一個整體,有時則會被分成四大類:物理、化學、生物、地球科學,但這四個領域本來其實是沒有分界的。因為它們全都是為了解釋這個世界而存在的研究和知識。
導讀
解答國中生、高中生、大學生關於物理的所有疑惑,收錄了15個對學習高中、大學物理有幫助的主題。每個主題都會用三位科學家解說,了解「科學家如何思考」,打好物理學習的基礎!
杜竑寬2021/10/2 下午 03:44:58
1書名 科學實驗王 11: 溶液與浮力
作者 Gomdori Co. / 譯者:徐月珠
出版社 三采文化股份有限公司
簡介(摘要)
當中探討了許多有關於水的性質和相關的科學原理,像是表面張力、阿基米德的浮力原理.....,當中也有實際操作的實驗。
導讀
此書以搞笑漫畫的方式帶給讀者關於水的科學知識,幽默風趣的介紹方式使讀者更感興趣。
杜竑寬2021/10/2 下午 03:24:09

序號書面報告說明上傳者最後修改
1說明 在一次實驗課中,我們發現在玻片上的池塘水往清水移動,最後融合在一起。這個現象引發了我們的好奇心,於是我們上網查詢相關文獻,發現這個現象叫做馬拉高尼效應,同時我們也查到河川汙染物也會藉由此現象逆流汙染到上游。我們覺得十分有趣,所以我們決定以此為主題,並製作模型研究河川下游逆流汙染到河川上游的過程。蘇瑞茵2021/10/8 上午 09:28:35