第42屆--民國91年

本專題係規劃製作一套智慧型居家管理系統，該系統包含下列六大功能：一、家電控制系統二、家庭電力控制系統三、防盜系統四、災害監控系統五、生活小秘書六、自我測試以Visual Basic 為介面，將個人電腦當作為整個智慧型系統的核心接著再透過8255 卡來擷取外部硬體設備的資料並做轉換，將其轉換的資料送至個人電腦，由個人電腦來做資料的比對及處理。電腦抓取8255 卡的訊號所做的處理，例如：家電控制系統、家庭電力控制系統、防盜系統、火災監控系統、生活小秘書、自我測試等等，再分別送至各子系統做完善的處理，展現各種功能。智慧型居家管理系統之特色如下：一、PC 為主要控制 二、即時間控 三、系統完善 四、系統全自動 五、操作方便 六、電路間單

本研究是以自製的反應儀器全程監控雙氧水加入不同的三價鐵鹽中，伴隨著氧化還原及催化分解產生氧氣的全部過程，其設計流程如下: 反應器→排水集器法→虎克定律→滑尺感測→Ａ／Ｄ電路→電腦將雙氧水分解出的氧氣，利用集水桶收集，集水桶的重量向下拉動滑尺，使其感應部分通過光遮斷器，藉由A/D 電路，電腦收集電壓與時間的數據，再配合校準線的資料繪出反應速率與時間的關係圖。研究結果顯示三價鐵鹽中，Fe(NO3)3 和FeCl3 的反應情況較類似，氧氣的產生很快達最高速率，其最大反應速率值約在0.4ml/s-0.6ml/s 上下，但反應也很快完成。Fe2(SO4)3 的反應情況較溫和平緩，慢慢提升其反應速率，且其最大反應速率也較小，約在0.1ml/s-0.2ml/s 上下。藉此研究結果，若要利用雙氧水的氧化力應用於工業的污水處理上，Fe(NO3)3 和FeCl3 較適於速效性(如旺季，訂單大量，產生廢水量較大之行業); Fe2(SO4)3 較適於長效性(如淡季時，不景氣，產生廢水量較少較緩之行業)。若鐵生成穩定錯離子後，其反應速率皆較慢，實驗結果其最大反應速率值約在 0.01ml/s-0.02ml/s 上下，速率比非錯鹽的鐵鹽慢了十倍多。其中Fe(CN)63-，圖形與FeCl3類似，其餘其反應速率較近於定值，可將此結果應用於日常生活中需較固定氧氣產生，而其速率不必很大處(如水族箱之氧氣供應，燃料電池之氧氣供應)。

在本項實驗裏：1. 我們利用自製的封口攪拌器，繪出「醋酸鈉的溶解度曲線」；並且證明：決定醋酸鈉的溶解度數據，蒸發掉的水量為不可忽略之因素。2. 我們利用所得到的醋酸鈉溶解度資料，求出 「當1 克的醋酸鈉晶體析出，將伴隨著放出20.07 卡的熱量。」3. 以粒子觀點為基礎，我們設計了多項實驗以驗證：低濃度的過飽和溶液，實際上具有極高的安定性。即使搖晃溶液、溫度驟變也不致析出晶體；且有效晶種（ 直接或間接提供的 ）必須是醋酸鈉本身。4. 我們利用電解法精製過飽和溶液。並且發現：電解過程中，電流逐漸變小且最後幾乎等同於電解醋酸鈉飽和溶液。5. 我們匯集上述之實驗結果。在低成本的限制條件下，製作出兩種不同用途（ 教學用、取暖用 ）的熱包；並且，提出 自製量熱器、自製電解裝置 在理化教學上的可能助益。

國中生物課本第七章蛋的構造，使我們知道蛋的性狀都不相同，蛋的外觀及內部的色澤、凝固強度差異極大。我們吃的酸蛋、皮蛋、水煮蛋、溫泉蛋，是否受到溫度、酸鹼性的影響？是否蛋浸泡不同酸鹼溶液及加熱會影響蛋黃、蛋白的色澤及凝固性？激起了我們的興趣而去深入研究探討。

本實驗探討大肚魚適應環境之方式以及大肚魚對顏色探究與學習能力之相關性，主要內容如下：生殖方面：體內受精、卵胎生、一年四季的生產、族群中雌雄數量比約 3：1 及性反射刺激，此皆有助於種族的延續。生存方面：攝食具活動力的餌；對細長形且會動之物體，具攻擊性傾向；體色會隨所處周遭環境顏色改變；刺激源（強度及加速度改變）影響鑽地隻數，上述皆有利大肚魚獵補食物或避免受到敵害攻擊。學習能力與探究行為：探究行為出現時，先前學習經驗及防禦反射──鑽地行為均受到抑制，但大肚魚對顏色的偏好，會影響探究行為之表現。（作品名稱由來：我們認為大肚魚在水中有如 F117 隱形戰機般，具反雷達、隱形、快速等特色，此對大肚魚之生存具重要意義。）

水是我們生活的必需品，缺水不可，但是水太多也會造成災害。從古代的大禹治水，到現代的科技，仍然無法戰勝水，只能疏通、順水的特性而導之於海。橋是路的延伸，為了便利交通，所以蓋了無數多的橋。最近幾年，賀伯、納莉、、、等颱風，造成許多災害，房子、車子被水淹了、橋樑被沖斷了。於是我們做了很多實驗，來探討基隆河水災的幾個因素：截彎取直、橋墩的數量（形狀）大小、橋墩的配置、貨櫃、是否和水患有關？也比較出如何架設橋樑最不會影響水流，並檢驗『瑞芳分流』的有效性，最後提出新的構想－『三貂嶺分流』，希望集思廣益早日解除基隆河的水患，更可作為台灣省各大河川參考。

四年級在上實驗課時，發現檸檬會導電，課程結束後想試試其他水果是否也有相同的情況產生，於是，請老師協助開始動手做實驗。經過了幾次的實驗下來發現：一、蘋果、柳丁、檸檬、蕃茄、楊桃、接上不同的金屬片後均會產生大小不同的電壓。二、接上電池後不一定能使電壓增強，甚至可能小於電池的電壓。三、水果的狀態（汁狀、泥狀、固體）對於電壓並無規則性的影響。四、溫度對於水果電壓的影響大多是：溫度愈高，電壓愈大。經過了這次的實驗後，我們也發現了一些問題：一、什麼是電壓？二、為什麼金屬片和水果接觸後會產生電壓？三、為什麼接上電池後，有些電壓反而變小了？四、為什麼溫度愈高，電壓會愈高？以上這些問題都值得我們做更進一步的深入探討。

本研究主要探討南崁溪上游被污染的程度以及污染來源，我們每天由民光東路橋下，採集河水當樣本來研究，用顯微鏡觀察水中的物質和生物，並用濾紙過濾溪水，觀察殘留物。對於探討南崁溪的污染程度，我們設計一種簡易測定濁度的方法，並實際沿著南崁溪調查污染來源，還從網站、地圖、電話簿，尋找資料。這些資料包含一些南崁溪沿岸河邊的染整廠和養豬場等對河川會造成污染的產業，並調查南崁溪流域的人口並計算污水排水孔。由調查研究顯示，當經過下雨後，河水的濁度會降低，在下雨時，因沖刷帶有泥沙，河水濁度會升高，但臭味會減輕。這就是人們所知道河水的自淨能力，可是，南崁溪被污染的連下雨都沒有辦法減輕河川被污染的程度，所以本研究是希望大家能了解、注重環境保護，愛護河川，並徹底的改善河川的污染，讓南崁溪恢復原貌，使下一代有一美好的環境。

在上學期高二數學第三冊中提到球面幾何性質與圓周的幾何性質可以類比， 如圓幕定理與球幕定理、過圓或球外一點求切線段長的公式等， 之前也學過空間的圖形如四面體(三角錐)、球等； 因此我們想： 三角錐的幾何性質與三角形的幾何性質應該也可以類比才對。讀了老師提供的波利亞(G.Polya )著的《數學與猜想》(Mathematics and Plausible Reasoning )一書，裡面說道：在平面上， 至少要三條直線才能圍成有限的圖形－－三角形； 而在空間中， 至少要四個平面才能圍成有限的區域－－三角錐。就兩者以數目最少的簡單分界為元素所圍成這一點來說， 三角形與平面的關係同三角錐與空間的關係是一樣的。使我們更加確定自己的推論，由此展開了漫長的研究路程。

在去年的暑假期間，杰伸的爸爸、媽媽帶著杰伸和他姊姊一家人到宜蘭參加親水公園國際童玩節，看見了許多不同的童玩，其中，發現最有趣的就是「水火箭」。開學後，他把這件事告訴我們這些志同道合的朋友們，於是，我們就開始研究水火箭的製作方式及過程，並且想實驗看看我們製作的水火箭能夠飛得多遠。