第60屆--民國109年

在這個實驗中，我們針對火焰在燃燒時，它所在的「空間形狀」與火焰的「位置、高度、長度」，來量測燃燒時間，期待利用量測出來的數據，配合自然課課程中有關「熱的對流」來推論，並找出一個適合燃燒的條件；實驗時，我們選用圓柱、四角柱、圓錐三種形狀的玻璃瓶，搭配五種不同的點火點高度、二種火焰長度來取得數據，其中圓柱、四角柱，除了在「瓶口圓心測量」，另也測量了「偏向瓶口邊緣位置」數據來做比較，圓錐因為瓶口較小，只測了圓心，實驗初期，遭遇到不少問題，如「火點不著」、「火焰變長」和「排除廢氣、冷卻」等問題，經過大家討論後解決，最後依數據來推論「瓶子形狀」與「火焰的高度、位置、長度」，對於「燃燒時間長短」的影響。

關於硫代硫酸鈉與鹽酸的硫沉澱反應，我們收集及參考國內外許多的研究文獻後，文獻中提到奈米硫沉澱的產生，其原因是硫代硫酸根中的硫原子進行自身氧化還原反應所致，其中在動力學的研究中提及，在硫代硫酸鈉與鹽酸的反應中，硫代硫酸鈉濃度對反應速率的影響較為顯著，在反應級數上硫代硫酸鈉為一級反應，鹽酸為零級反應，我們因此假設，鹽酸的濃度對於反應速率的影響有限，因此我們想知道一般的條件下，硫代硫酸鈉與鹽酸在反應中所扮演的角色及對反應速率的影響的程度，此外溫度的變異與反應速率的變化也是我們有興趣的研究課題。 本研究利用Microsoft Excel與自行設計組裝Arduino偵測與計時器，進行硫代硫酸鈉和鹽酸反應速率的實驗，進一步由化學反應速率數據，計算反應物的反應級數與速率常數，探討各項變因對於反應速率的影響。

以環保觀念為出發點，探討果皮防曬的效果，結果發現: 1. 純果皮原液減少輻射量最好的是 酪梨，高達72.04%，為其他果皮汁的2到3倍。葡萄、火龍果、茄子降低紫外線指數效果亦佳。 2. 防曬以色素為主:酪梨、火龍果、葡萄；以色素以外的物質為主:香蕉；茄子的防曬除了色素還有其他物質參與；火龍果豐富的膠質是防曬效果佳的重要因素。 3.以護膚乳或護膚油作基底的三種自製果皮汁防曬乳的防曬效果約在90~120分鐘達最高，因此建議出門前1小時先塗，之後每小時補充一次。 4. 以絲瓜水作基底的三種自製果皮汁防曬乳的防曬效果都很好，雖然比不上市售的防曬乳，但是防曬效果都接近七成以上，尤其是葡萄皮汁，我們相信這是值得研發的新產品。

使用尼羅紅螢光染劑對已知的1至7類塑膠染色，我們測試條件下，98無鉛汽油為溶劑、波長365nmUV光照射、(22微米)500目不鏽鋼網當濾材，可以得到最佳辨識率。若濾材微濕就進行尼羅紅染色，會降低螢光偵測塑膠微粒的靈敏度，塑膠樣品染色後靜置的時間愈短辨識率愈高。來自環境的塑膠微粒和非塑膠有機物，即使不染色，當受UV光照射時也會發出較微弱的螢光，但是顏色有差異，可使用簡單的濾光片分辨出過濾環境樣品中的塑膠與非塑膠，解決尼羅紅染色對自然界中有機生物欠缺分辨能力的困境。解析海砂中的塑膠殘留量發現：距離海水愈近殘留量愈高，此趨勢和海砂的顆粒大小較無關聯。表層海水中的塑膠微粒數量驚人，3185/1000ml，大約是溪水和雨水中塑膠密度的3〜10倍。

眾所周知，「如何使用三種不同邊長的正三角形，去拼出邊長最小的正三角形？」這個問題是困難的。本文限縮在分層或拼接的拼法下，探討此問題，並得到了答案。解決過程中牽涉到正整數解的存在性問題──如何找最小的正整數z，使得方程式ax+by=cz 有正整數解，其中a、b、c為三種正三角形的邊長。

桁架(TRUSS)是以三角形為基本結構再不斷延伸的結構，其應用在生活中屢見不鮮。本實驗在探討簡單桁架結構的穩定性，其穩定性以載重比(R＝承重/自重)表示，載重比越大，穩定性越高。若以單一三角形來看桁架結構，底角越小的等腰三角形結構穩定性最好；直角三角形及不對稱的三角形都次之。其次，多三角形的簡單桁架，其構造越對稱且內含的三角形數量越多，結構越穩定，承重的載重比值(R)越大。簡單桁架內的零桿件雖不受力但對結構的穩定性卻有很大的助力。再者，不同幾何造型的桁架橋中以三角形桁架橋的載重比最大，具有以小搏大的概念，是製作桁架橋時，值得參考的桁架橋造型。

水熊蟲0.25~1.5 mm不易收集與觀察，為了提高收集效率，因此比較文獻收集方法與自製濕離法，實驗發現自製濕離法可有效收集大量水熊蟲，且最適合採集水熊蟲的環境與時間點：面向東方與東南方、春季和降雨後潮濕的苔類植物。進行水熊蟲與其棲息的蘚苔植物種類鑑定，得知校園水熊蟲為趾生熊蟲屬與端爪熊蟲屬，並棲息於錦苔屬、溼地苔屬捲葉濕地苔、真苔屬、鱗葉苔屬、捲薄苔屬與澤苔屬的蘚苔植物。文獻指出空氣中二氧化硫濃度會影響水熊蟲分佈 (Steiner, 1995)，因此未來將先嘗試飼養水熊蟲，使實驗動物穩定後，探討水熊蟲因空氣汙染後的隱生、死亡或其他生理機制的表現，評估其是否有潛能成為空氣污染的指標生物。

市售涼感巾涼感原理是靠聚酯纖維表層的塗布或是改良不同織法來增加涼感效果。 但是聚酯纖維本身不吸水不透氣，所以在材質的選擇上與人體能感受到涼感的原理不同。 本研究拋開改良紡織品的想法，直接從涼感原理著手，透過海藻酸鈉與氯化鈣交聯反應產生的高分子聚合物製成涼感巾，我們稱它為親水反應膜涼感巾。透過實驗測試，我們找出了最佳的濃度配方為海藻酸鈉2%與氯化鈣1%交聯反應5分鐘，以這配方製作的親水反應膜在瞬間涼感、持續涼感、水分滲透速度與可扭轉圈數各項參數裡表現皆優。 親水反應膜是高分子聚合物有優良的吸水效果，它可以把水分鎖在高分子網格內，因此也具有良好的保水性。既能吸水又能保水，所以涼感效果遠優於市售的涼感巾。

我們在校園作螞蟻種類調查，發現了六種螞蟻。接著我們探討螞蟻喜愛的食物，發現長角黃山蟻最喜歡的食物是肉鬆，而黑頭荒蟻最喜歡的食物是棒棒糖。對於長角黃山蟻而言，肉鬆味道濃且輕巧，可以很快搬食，而且數量不同的長角黃山蟻都有特定搬食的方式。如果數量越多的長角黃山蟻加入搬食行列之中，前進時會讓整體速度加快20%以上。最後我們作了人工蟻穴，模擬長角黃山蟻搬食通過不同形狀的洞口，發現皆有其不同的因應策略。

彈珠撞擊釘子的運動方向與四年級力與運動的課程相關結合五年級的資訊課Scratch的程式，將實體的運動方式，以虛擬的程式呈現。我們發展多元釘板的彈珠檯，以便於觀察與討論彈珠在受力後運動的情形。實驗中藉由牛頓運動定律改變檔板弧度、彈珠彈射力道等變因來操控彈珠的方向，設計五種不同弧形檔板；利用彈力公式，彈簧在不同伸長量會產生不同的力，找出最佳的中間型鐘形分配圖。 以我們現今最方便的手機彈珠檯遊戲切入，再進行實體的探究。我們先以文獻的討論，了解彈珠的落孔情形，進而分析、比較彈珠的進洞機率，以研究中間型鐘形分配為主，改變釘子排列與檔板的弧度配合不同的力量找出作符合實驗期望模式，再以Scrath依探究結果設計出彈珠檯遊戲。