Sản phẩm của tác giả Phan Thị Phượng - 1997 thuộc Trường THPT Nguyễn Du, Đồng Xoài, Bình Phước

Sản phẩm của nhóm tác giả thuộc Trường THPT Phan Châu Trinh, Tp. Đà Nẵng

Giải ba 2018

Thiết bị lọc nước năng lượng mặt trời sử dụng hiện tượng mao dẫn và hiệu ứng nhà kính được lắp ráp trên cơ sở hiện tượng hiệu ứng nhà kính và hiện tượng mao dẫn kết hợp với năng lượng mặt trời làm cho nước được hóa hơi và ngưng tụ nhanh ngay ở nhiệt độ thấp.

Nguyên lý hoạt động: Nước hoặc nước cần lọc được bơm lên bình điều tiết và được khống chế bởi van phao, bình điều tiết được nối với khoang chứa nước sẽ lọc bằng ống theo nguyên tắc bình thông nhau. Nước ở trong khoang chứa nước sẽ được lọc thấm dần vào miếng vải đen và dịch chuyển lên phía trên theo hiện tượng mao dẫn. Miếng vải đen ấm dần rồi được năng lượng mặt trời làm nóng, tại đây nước trong miếng vải bốc hơi và ngưng tụ lại ở mặt kính. Vì mặt kính của thiết bị được gắn nghiêng vào chân đến làm cho nước đọng lại ở mặt kính rỏ xuống khoang chứa nước đã lọc. Từ đó lấy nước ở khoang nước đã lọc đem ra sử dụng.

Hiệu quả đạt được: Lưu lượng lọc từ 500ml đến 8 lít/ngày. Không tốn điện và các nhiên liệu khác.

Khả năng áo dụng của thiết bị lọc nước: Thiết bị này có thể lắp đặt rộng rãi vào các mái nhà tại những nơi nguồn nước bị nhiễm đá vôi, nhiễm kim loại nặng, nước đục. Lắp đặt trên các tàu đi biển. trên các nhà dân ở hải đảo để lọc nước biển thành nước ngọt phục vụ sinh hoạt. Lắp đặt tại các nơi nhà nổi trên sông để lọc nước sông thành nước sạch phục vụ sinh hoạt. Sử dụng trong các ứng dụng lọc nước cất với chi phí rất rẻ, không cần tốn chi phí để duy trì.

Giải nhất 2018

Nước ta có ¾ diện tích là đồi núi, thuộc miền khí hậu nhiệt đới gió mùa vì vậy hiện tượng lũ lụt, sạt lở đất xảy ra khá thường xuyên, đặc biệt là vào mùa mưa bão, ảnh hưởng không nhỏ đến đời sống kinh tế, xã hội, đe dọa cuộc sống của nhân dân trong những vùng có nguy cơ lũ quét và sạt lở đất cao. Xuất phát từ thực tế trên, nhóm tác giả đã xây dựng và phát triển ý tưởng thiết kế chế tạo “Thiết bị cảnh báo sớm lũ lụt và sạt lở đất”, góp phần phát hiện sớm hiện tượng lũ quét và sạt lở đất để kịp thời ứng phó với thiên tai do hậu quả của biến đổi khí hậu và khí hậu cực đoan, giảm thiệt hại về người và của trong cộng đồng dân cư.

Cấu tạo của hệ thống cảnh báo gồm có 3 thiết bị: thiết bị đo mực nước, thiết bị đo mưa, thiết bị cảnh báo sạt lở.

Thiết bị đo mực nước được cấu tạo theo kiểu phao ống, ống nước dài 2m, bên trong là thanh mạch ghép dài theo ống nước. Phao tròn di động dọc theo ống nước. Trong thanh mạch có gắn 20 IC A3144, mỗi IC cách nhau 10cm. Bật thiết bị và cắm xuống nước, nước dâng thì phao dâng theo và đồng thời phao sẽ quét qua IC trên ống pháo và tín hiệu chuyển lên mạch của ống phao, cứ 2 phút mạch sẽ gửi thông số mực nước hiện tại về bộ trung tâm.
Thiết bị đo mưa kiểu chao lật 2 tầng. Mỗi lần lật chao tác động nam châm vào công tắc từ gửi tín hiệu về mạch điểu khiển. Ghi nhận xung của chao lật gửi về bộ trung tâm 1 phút 1 lần

Hệ thống cảnh báo sạt lở đất sẽ phân tích hoạt động địa chất và đưa ra cảnh báo cho người dân và thực hiện gọi SOS tới người quản lý để kịp thời đưa ra những biện pháp thích hợp. Hệ thống cảnh báo sạt lở được mô phỏng trên mô hình sa bàn và cảnh bảo được thực hiện bằng ba phương pháp: phương pháp đổ cột, phương pháp đứt dây và cảm biến rung chấn, ngoài ra cũng có thể kết hợp cả quan sát bằng mắt nhờ cam. Các hệ thống cảnh báo này có mối quan hệ với nhau và đều báo về trung tâm điều khiển tổng hợp các kết quả trên máy tính và gửi tin nhắn về người quản lý trung tâm, người trực có thể quan sát trên hệ thống mạch chủ và máy tính để đưa ra phương án xử lý kịp thời.

Thiết bị cảnh báo sớm lũ lụt và sạt lở đất có thể áp dụng được ở các khu vực vừng núi, vùng có hiện tượng lũ, sạt lở đất, dễ dàng sử dụng, nhỏ gọn và hoàn toàn tự động với độ chính xác cao.

Vũ Huyền Trang
Trường THPT Chu Văn An, Hà Nội

Hiện nay ở nước ta, có rất nhiều nhà máy sản xuất kính dán an toàn đang hoạt động. Tuy nhiên, chưa có cơ sở nào quan tâm đến việc tận dụng lại nguồn khí phát sinh trong quá trình sản xuất thay vì xả thẳng ra môi trường. Chứng kiến thực trạng trên, tác giả đề xuất ý tưởng thu hồi lại khí nén và tái sử dụng trong lần sản xuất tiếp theo dựa vào định luật Sác lơ của chương trình vật lí lớp 10.