第42屆--民國91年

戰鬥陀螺發燒後，成了我們男生之間的決鬥武器。目前市面上的戰鬥陀螺主要有攻擊型（平型轉軸）和防禦型（尖型轉軸）兩種，而一般人在玩戰鬥陀螺時，都是使用啟動器搭配拉動龍形齒條來發射陀螺，比賽誰的陀螺能在指定競技場中轉的最持久。我們知道，當物體在運動時一定有一些因素會影響到物體運動的結果。為了改造出一個運轉最持久的戰鬥陀螺，我們開始研究哪些因素會影響到陀螺的運轉時間。在研究中我們發現，龍形齒條的長短、發射的力量、陀螺的重量、以及轉軸的形式都會影響到戰鬥陀螺的運轉時間；而要改造出一個運轉最持久的戰鬥陀螺，可以依據個人的力量大小，組裝出重量適中的尖型轉軸（防禦型）戰鬥陀螺，並以最大力量發射，便會有最長的運轉時間。

利用三種不同的六碳糖作為基質，測試其經過酵母菌分解產生酒精的變動，經由實驗結果得知葡萄糖所產生的酒精速度最快，次為果糖，最後是半乳糖。單醣類是最簡單的醣，材料中所使用的葡萄糖(glucose)、果糖(fructose)、半乳糖(galactose)皆為六碳糖(hexose)，其化學式相同，但由於結構式不同，所以造成發酵速度快慢不同。由實驗記錄，我們看到酒精明顯上升時，糖度卻下降，這證實酵母菌使糖發生氧化分解作用，而生成酒精。酒精發酵到 3％時，就停止發酵，我們推測是糖度不足所造成的。有關發酵：酵母菌可將葡萄糖氧化分解為二氧化碳C6H12O6+6O2 → 6CO2+6H2O葡萄糖 氧 二氧化碳 水以獲得能量；在嫌氣條件下，則將葡萄糖發酵生成乙醇。C6H12O6 → 2C2H5OH+2CO2葡萄糖 乙醇 二氧化碳（乙醇即為酒精）

化學課本裡總是籠統的指出，當膠體溶液加入電解質，便會產生凝析的現象；但從實際在日常生活中的例子，發現並非所有電解質皆會使膠體溶液產生凝析現象。我們嘗試找出那些因素在影響膠體溶液的凝析作用，並分析造成膠體溶液凝析現象的成因，同時進一步利用膠體溶液的特殊性來發展可能的應用。研究結果發現，膠體溶液中溶質的種類影響凝析的與否；牛奶及豆漿中所含蛋白質類的膠體在水溶液中帶有負電荷，其凝析現象環境的pH 值有關。但在不同鹽類溶液中，蛋白質膠體的凝析現象有所不同，可能因為蛋白質具複雜的四級結構，許多反應無法以單一的因素歸納分析解釋。澱粉類膠體本身不帶電，但Ca(OH)2、Ba(OH)2、SO42- 會使澱粉發生凝析。而墨汁膠體粒子的凝析則是對Na+離子有特異性。氫氧化鐵及氫氧化鋁為無機膠體溶液，實驗結果符合課本中對膠體溶液性質的描述。本研究也進一步利用膠體溶液的特性來發展其可能的應用；即利用氫氧化鐵膠體粒子吸附正電荷之特性，來吸附重金屬離子，再利用將濾紙層析法濾去重金屬離子，故在稀薄、無法產生沉澱的情況下，以濾紙層析應是為一種分離重金屬離子的好方法。最後，膠體溶液因成分不同，本身結構與化學性質也不同，因此對不同的試劑便會有不同的反應結果，所以對於膠體溶液是不能以一種理論概括所有的凝析現象。

我們為了做出“可以在空中停留最久的降落傘”，所以實驗了好幾項有可能影響降落傘降落時間的因素。包括有：1.用什麼樣的材質來製作降落傘的傘面，才能讓降落傘飄得慢呢？2.降落傘的載重量與降落傘降落的時間有什麼樣的關係呢？3.降落傘的形狀和降落的時間有沒有關係？4.降落傘的傘面開孔會不會影響降落時間？孔的大小與降落時間有關係嗎？5.降落傘繩索的數量及長度會不會影響降落時間？6.降落傘的傘面積大小與降落時？我們認為降落傘除了要顧及它的飄降的情況外，還有降落地點以及降落時間的長短。經過一連串的實驗、記錄、以及討論後，我們發現降落時間的長短和降落傘本身各方面的因素最有關聯，而降落傘的材質、傘面積、形狀、傘面開孔、載重量、繩索等都與降落傘飄降時間有密切相關。

本研究目的在探討溫度與鹽度變化對室內外養殖白蝦生長之影響。實驗共分為兩階段。第一階段將白蝦分別以四種海水鹽度 30ppt、20ppt、10ppt、0ppt 飼養三個月，各鹽度均有三缸重複組，並加以比較各海水鹽度環境下其成長率（Growth rate）、換肉率（FCR）、肥滿度、活存率（Survival rate）以及活存率和成長率的乘積值之差異。成長率（Growth rate）方面，以海水鹽度10ppt 成長率最高：三缸平均1697.73％，其次為30ppt 的 1665.31％、0ppt 的 1408.71％、以及 20ppt 的 1404.29％。換肉率（FCR）方面，以海水鹽度 30ppt 最低（最佳）；換肉率為 1.81，其次為 10ppt 的1.86、20ppt 的 2.01、以及 0ppt 的 2.30。肥滿度方面，以海水鹽度 30ppt 最高；肥滿度為0.0002485（g／mm）3，其次為 20ppt 的0.0002373（g／mm）3、10ppt 的0.0001964（g／mm）3、以及 0ppt 的0.0001605（g／mm）3。活存率（Survival rate）方面，以 30ppt 最高；活存率為 94％，其次為 20ppt 的 90％、以及 10ppt 與 0ppt 的 88％。活存率和成長率的乘積值方面，以 30ppt 最高；乘積值為 15.73，其次為 10ppt 的 14.90，接著是 20ppt 的12.64 和 0ppt 的 12.37。第二階段分四組，一組為模擬室外養殖（變溫變鹽），一組為室內養殖（恆溫恆鹽），另兩組為對照比較鹽度和溫度對白蝦生長差異（恆溫變鹽、變溫恆鹽），各組均有三缸重複，並加以比較各模擬環境下其成長率（Growth rate）、換肉率（FCR）、肥滿度、活存率（Survival rate）以及活存率和成長率的乘積值之差異。成長率（Growth rate）方面，以恆溫變鹽組成長最高；三缸平均2060.42％，其次為變溫變鹽組的2020.73％、變溫恆鹽組的1844.88％、以及恆溫恆鹽組的1748.66％。換肉率（FCR）方面，以恆溫變鹽組最低（最佳）；換肉率為3.21，其次為變溫變鹽組的3.26、變溫恆鹽組的3.37、以及恆溫恆鹽組的3.41。肥滿度方面，以恆溫變鹽組最高；肥滿度為0.0004800（g／mm）3，其次為變溫變鹽組的0.0004150（g／mm）3、變溫恆鹽組的 0.0003582（g／mm）3、以及恆溫恆鹽組的 0.0003330（g／mm）3。活存率（Survival rate）方面，以恆溫恆鹽組最佳；活存率為 89％、其次為變溫恆鹽組的83％、恆溫變鹽組的 82％、變溫變鹽組的 77％。活存率和成長率的乘積值方面，以恆溫變鹽組最佳；乘積值為16.95，其次為恆溫恆鹽組的 15.59、變溫變鹽組的 15.41、以及變溫恆鹽組的 15.25。由第一階段結果得知，各種不同海水鹽度對於白蝦生長好壞有一定的影響。海水鹽度30ppt 者除了在成長率方面與 10ppt 並列第一（因彼此不具顯著性差異）外，其他各方面皆為最好，其中活存率和成長率的乘積值最高，代表在本實驗中以海水鹽度 30ppt 者有最高的收成產量，加上其FCR（飼料相對成本）最低，能達到最大之淨收入（經濟效益）。分析第二階段結果得知：第一，活存率方面，不管在恆鹽組或變鹽組的環境之下，恆溫兩組的活存率皆明顯高於變溫兩組（皆具有顯著性差異），因此我們推論溫度的變化會對蝦體造成緊迫（stress）而造成其活存率降低；第二，成長率方面，無論在恆溫組或變溫組的環境之下，變鹽兩組的成長率皆較恆鹽兩組為佳，足見我們模擬換算民國九十年七?九月（納莉颱風前）室外降蒸量的鹽度變化（＋0.3ppt?－3.6ppt）有刺激其成長的現象；但實驗也發現，變溫變鹽組之活存率為四組最低，尤其是在模擬納莉暴雨的鹽度變化後，其活存率大幅下降了 7％，和變溫恆鹽組做比較，這段時間組活存率完全沒有下降，可見鹽度的變化也會造成蝦體的緊迫，造成活存率降低，印證了陳秀男等人（2000）的研究結果。綜合第一、二階段的結果可知，以穩定海水鹽度 30ppt 養殖的經濟效益較佳，故不需額外耗費淡水進行全淡水及半淡鹹水養殖；然而即使養殖戶在室外養殖池使用了全海水養殖，由本實驗模擬室外養殖受到全球氣候變遷的影響，造成其海水溫度、鹽度變化的結果（變溫變鹽）看來，雖然其成長率尚佳，為四組中第二，但是其活存率實在太低，使得其最後的收成產量低於室內養殖的兩處理組（恆溫恆鹽、恆溫變鹽）；而在兩種環境變因組合的四種環境中，若就收成產量而論，是以室內養殖恆溫變鹽較佳，所以如果養殖戶較注重養殖經濟效益，且淡水資源又允許的情況下，是可以進行室內養殖恆定溫度，再施予些許鹽度變化刺激其成長的，因其耗費淡水的量遠遠不及全淡水和半淡鹹水養殖的量大，但其鹽度變化是模擬嘉義地區民國九十年七?九月的降蒸量演算出來的，不一定為最適切之鹽度變化量，確切的鹽度變化量還有待未來各進一步研究；另一方面，若從資源保護來看，台灣地區淡水日漸枯竭，如養殖重鎮之一的嘉義，今年由於久旱不雨，水庫剩餘水量僅達可蓄水量的百分之十到二十，已經開始實施線水措施（2002.4.19，台視新聞）；而在地狹人稠的西部平原，土地資源也早已不足，禁不起養殖戶四處遷移室外養殖池的浪費行為；故為了更有效節約資源，所以養殖戶如能使用全海水室內養殖，恆定其溫度與鹽度，本實驗的高活存率及超集約放養密度（約125 隻／m2，為一般室外超集約養殖的兩倍多）能比室外養殖帶來更高的收成產量，也最能節省寶貴的淡水及土地資源。模擬室外（變溫變鹽）組的活存率和成長率的乘積值尤低，表示對白蝦的生物量有相當負面的影響；又由本實驗結果可知，在一般天候的狀況下，溫度對其活存率影響較劇，而全球氣候變遷造成聖嬰及反聖嬰現象發生頻率漸趨頻繁，造成東太平洋赤道附近海域海水異常增溫與降溫，可能會對東太平洋赤道附近海域中的水生物種造成相似之負面影響；聖嬰及反聖嬰現象亦會暴雨和乾旱發生的頻率增高，造成海水鹽度超出一般情形的劇烈變化，會對沿岸及近海生態系中的水生物種造成相似的負面影響，進而使得水域及陸地的食物網平衡遭到直接或間接的破壞，對全球生態更是無可挽回的衝擊，為此，我們必須更加注重環境保育的課題，穩定日益嚴重之全球氣候變遷，以達到人類與環境共存共榮的永續經營目標。

在五年級下學期的自然科第六單元中有提到〝台灣的天氣〞，剛好去年暑假時，有幾個颱風侵襲臺灣，瑜芬發現在颱風來時，彰化地區大部分都先吹偏北風，颱風經過後卻吹偏南風。因此我們從颱風的形成原因和一些日常生活中會遇到的旋轉現象去探討。我們發現：一、颱風屬於熱帶暖溼氣流（低氣壓），在低氣壓形成實驗、低氣壓流動方式實驗、低氣壓上升的流動方式實驗等三個實驗中發現暖氣流皆是上升氣流，其中水蒸氣、熱水、煙都是向上旋轉上升，方向都是逆時針方向，與颱風的旋轉方式相同。可見是受同一種力的影響，這就是科氏力。二、低氣壓形成實驗的紙蛇實驗、水流漩渦旋轉方向實驗與磁針旋轉方向實驗中紙蛇、磁針與水流漩渦都有順時針與逆時針兩種方向，與颱風固定逆時針方向的旋轉方式不同，故颱風與紙蛇、地磁和水流漩渦的影響力是不同的原理。三、風遇到阻礙物後風向變混亂，但風力變小。當颱風由太平洋往大陸移動時，會受到中央山脈的阻饒，因此會減小風力及干擾風向，因此台灣西部地區受颱風影響較小。四、對照去年的幾個颱風的衛星雲圖與同學紀錄的風向變化，由實際雲層變化和風向的變化對照，發現颱風都是逆時針轉的。因此颱風來時大都先吹偏北風；颱風離開時，大都會吹南風。五、利用颱風逆時針轉的原理製作颱風模擬器，以此模擬器作侵台之模擬，更可發現颱風來時吹北風的情形。經由以上幾個有關颱風的實驗和模擬，我們更了解颱風逆時針轉的現象以及颱風來時大部分都吹北風的原因了。

我們從網路上發現一種很有趣的陀螺，這種陀螺旋轉一段時間後，會快速翻轉過來並倒立旋轉。因此我們分成三部份來分析及探討其原理：一、對原型陀螺的基本物理性質分析 二、自製陀螺模型模擬分析陀螺倒立的原理 三、以自製倒立陀螺模型驗證倒轉陀螺理論。我們利用市面上賣的倒轉陀螺、乒乓球、黏土和馬達來進行下列實驗。第一，將買來的原型陀螺割開，並分析其重心位置、上下比例等構造。第二，用乒乓球和黏土模擬原型陀螺，改變其上下比例、重量、開口大小和中間段位置來分析陀螺的各種特性。第三，將乒乓球製成的原型陀螺，放置在馬達上，減少底部之摩擦力以便驗證上述結果。最後發現陀螺的倒轉和其重心偏移的角度有關。分析的結果顯示：陀螺重心偏下方，所以倒轉後，重心移到上面，會使重心到陀螺旋轉支點的連線與中心線的夾角角度變小，因此倒立的陀螺晃動會比較小，比較穩定；而陀螺正轉時，因重心到支點的連線與中心線的夾角角度較大，造成陀螺旋轉時的晃動也大，因此產生動摩擦力的時間也較長，這正是推動陀螺翻轉的力量來源。而倒立後，重心到支點的角度較小，不易晃動所以陀螺自然就翻轉過來了。

我們是麵包蟲一族，從 001~012 共有十二個伙伴，去年十月開始養麵包蟲，我們帶著麵包蟲上學、郊遊，看到麵包蟲脫皮、在十分鐘內由幼蟲變成蛹的過程、蛹甩動尾巴去掉透明的薄殼變成成蟲的模樣、我們看到牠們堆疊在一起、爬高、搶食、大幼蟲咬小幼蟲......成蟲交配、打架、產卵......在不同地點看到 331 地震前後麵包蟲驚慌、撞牆的慘狀，也看到麵包蟲大口大口吃著保麗龍的吃相，更令人訝異的是：我們在顯微鏡底下麵包蟲的便便裡面找不到保麗龍原來的模樣。我們從觀察實驗中發現麵包蟲有喜怒哀樂，喜歡陰暗的環境，怕油怕熱和大量的水。麵包蟲雖然有點臭，但是麵包蟲實在是很有趣的動物，牠是保麗龍的剋星，又可以事先感應到地震，或許可以成為二十一世紀的新寵物。

本 研 究 是 針 對 銅 ( Ⅱ ) 氨錯離子的數種結合狀況及配位數作探討。在實驗過程中， 我們先採用紫外線及可見光吸收光譜儀(UV)對銅 ( Ⅱ ) 氨錯離子溶液作2 0 0 ~ 3 0 0 n m 範圍的掃描， 發現隨著銅( Ⅱ ) 溶液所加入的氨水量減少， 掃描圖譜所呈現的吸收峰數目也減少， 首度了解銅( Ⅱ ) 氨錯離子的結合狀況應該有四種而由銅( Ⅱ ) 與氨的反應: Cu2+ + ( X + 2 ) N H3 + 2 H2O → [Cu(NH3 )x]2+ + 2 N H4++ 2 O H - 可知將一定量的銅( Ⅱ ) 溶液與一定量的氨水反應， 若能求得剩餘氨水量則反應式中的X 值可求得， 因此本研究中我們設計了數種不同莫耳數的銅( Ⅱ ) 溶液與氨水混合， 然後以pH 計測混合液的pH 值而推測出混合液的[OH - ]， 進一步求得剩餘氨水量， 結果證實X 值有1 ， 2 ， 3 ， 4 數種。硝酸銅溶液為強電解質， 形成 [Cu(NH3 )x]2+ 為弱電解質， 因此在每一階段形成一個物種時， 電導度勢必會下降， 因此我們將銅( Ⅱ ) 溶液以一定濃度之氨水滴定， 再以電導計測溶液的電導度， 由滴定曲線觀察到有四個轉折點。 再次證明X 值應有1 ， 2 ， 3 ， 4 數種。綜合上述實驗結果， 我們證明銅( Ⅱ ) 氨錯離子應有四種， 亦即 [Cu(H2O)3(NH3 ) ] 2 + 、 [ C u(H2O)2(NH3 )2 ] 2 + 、 [ C u (H2O) (NH3)3] 2 + 、 [Cu(NH3)4 ]2 +。最後在研究中我們也對鎳( Ⅱ ) 氨錯離子及鋅( Ⅱ ) 氨錯離子作了簡單的探討。

六下自然課第一章防鏽和食物保鮮單元中提及蘋果泡食鹽水可防止氧化現象，電視廣告上又一直推廣煮菜要用健康低鈉鹽，而清泡蔬果則採高級精鹽，於是我們想探討食鹽的量、食鹽的種類、浸泡的時間要如何能控制，才能延緩蘋果氧化的情形，於是透過一起擬定實驗假設、實際操作、討論、收集等各種方法來驗證，結果發現了蘋果美白的最佳撇步：一、 購買價格較昂貴的蘋果(韓國、紐西蘭蘋果)氧化速度確實比較慢，證實了一分錢一分貨。二、 削蘋果時盡量在水中削，並將果心去除，至於蘋果的切片花樣任你變化。三、 蘋果削完皮後盡量泡在冰的汽水(雪碧)或食鹽水中。四、 浸泡蘋果的食鹽水水量以1500cc 加入八小匙(臺鹽附送)的天然超鮮鹽浸泡3 分鐘後取出(臺鹽廣告上可能以價格來考量用高級精鹽)，蘋果將是又白又脆。五、 本實驗雖提供最佳蘋果美白的方法，但為確保食物的新鮮度，還是盡快食用完畢較妥當。