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 | 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 | 截圖 | 網站簡介 | 上傳者 | 最後修改 |
---|---|---|---|---|
10 | 網站名稱 NTCU科學遊戲實驗室: 酒的眼淚 網址 http://scigame.ntcu.edu.tw/water/water-026.html 網站簡介 杯壁上約液面上方約一公分高處,可以看到一層霧狀的凝結,並且逐漸形成液滴,形成的液滴會凝結變大掉下來,滴回液面。如此反覆進行,有如一直在流眼淚。 後來認為掛杯是一種由液體表面張力作用引起的「熱毛細對流」,之後marangoni 深入解釋了此現象 | 蘇瑞茵 | 2021/10/3 上午 11:51:48 | |
9 | 網站名稱 Youtube- Lecture 3 part 2 Marangoni effect, 網址 https://www.youtube.com/watch?v=1dRxX-ChAWA 網站簡介 約43分鐘的影片,介紹了影響馬拉高尼效應的變因之一:溫度 生活中會出現馬拉高尼的地方,例如盛裝著酒的酒杯。 表面張力接觸角的計算,如果接觸角越大,液體就會越偏向球狀 | 蘇瑞茵 | 2021/10/3 上午 11:24:31 | |
8 | 網站名稱 Youtube - The Marangoni Effect 網址 https://www.youtube.com/watch?v=jra7Tg2m5IY&list=LL&index=28 網站簡介 影片中有兩種馬拉高尼的實驗和數據的探討,分別為在水中加入肥皂水,使水中的胡椒粉快速散開,以及滴入顏料,證明液體會由表面張力小往面張力大的地方。 | 蘇瑞茵 | 2021/10/3 上午 10:51:26 | |
7 | 網站名稱 Youtube- Benard-Marangoni instability 網址 https://www.youtube.com/watch?v=v2vMXmuC818&list=LL&index=20 網站簡介 馬拉高尼的相關實驗影片 | 蘇瑞茵 | 2021/10/3 上午 10:42:07 | |
6 | 網站名稱 Eferrit-什麼是表面張力? 定義和實驗 網址 https://zhtw.eferrit.com/%E8%A1%A8%E9%9D%A2%E5%BC%B5%E5%8A%9B-%E5%AE%9A%E7%BE%A9%E5%92%8C%E5%AF%A6%E9%A9%97/ 網站簡介 表面張力計算公式中 垂直位、液氣表面張力、接觸角、液體的密度、重力加速度、毛細管的半徑 等各項名詞解釋,以及表面張力相關實驗 | 蘇瑞茵 | 2021/10/3 上午 10:36:20 | |
5 | 網站名稱 倒茶倒出的“逆流汙染”現象 網址 https://www.gushiciku.cn/dl/1pquv/zh-tw 網站簡介 一位物理系的大學生,比安基尼,在某次泡茶時發現茶葉匯流到茶壺裡。他在畢業論文中研究了這個現象,稱之為「逆流汙染」。逆流汙染就是因為馬拉高尼效應所導致的,在化學、水利工程及環境保育上有重大的影響。 | 陳嘉旭 | 2021/10/2 下午 03:39:49 | |
4 | 網站名稱 液體"互相捕捉" 原來是"馬拉高尼效應"│中視新聞 20160408 網址 https://www.youtube.com/watch?v=JRFi9n3Hk3k 網站簡介 電影「魔鬼終結者」裡液態金屬機器人,被液態氮凍結後,再被子彈打碎成碎片的畫面,應該不少人都記得。但下一秒,這些碎片遇熱恢復成液體,又自已聚集成一大攤液態金屬的過程,其實是真的!這種液體自己跑來跑去的追逐現象,就是「馬拉高尼效應」 | 陳嘉旭 | 2021/10/2 下午 03:29:02 | |
3 | 網站名稱 表面張力 維基百科,自由的百科全書 網址 https://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%A1%A8%E9%9D%A2%E5%BC%A0%E5%8A%9B 網站簡介 表面張力即是物體(大多是液體)會盡可能縮小表面積,且分子互相吸引的力。常見的例子有荷葉、水黽浮於水上、也可解釋為甚麼大部分星球都是球狀的。 | 陳嘉旭 | 2021/10/2 下午 02:26:20 | |
2 | 網站名稱 Pansci 泛科學 網址 https://pansci.asia/archives/130293 網站簡介 溫度的差異對液體表面張力的影響 | 蘇瑞茵 | 2021/10/2 下午 02:25:52 | |
1 | 網站名稱 馬倫哥尼效應 維基百科,自由的百科全書 網址 https://zh.wikipedia.org/wiki/%E9%A6%AC%E5%80%AB%E5%93%A5%E5%B0%BC%E6%95%88%E6%87%89 網站簡介 此網站講述馬拉高尼效應的歷史、原理、及應用。 | 陳嘉旭 | 2021/10/2 下午 02:19:47 |