第44屆--民國93年

本實驗室以探討剛體碰撞運動的方式來探討水碰撞後的彈性係數（coefficient of restitution）以及碰撞後的速度計算；以雷射光進行準直校準；數位攝影機進行拍攝，最後，以拋體運動、碰撞理論與及流體性質作為分析的依據。 計算出： １.水和剛體以及水與水碰撞的彈性細數皆≒0.47，並推測當超過單一水分子所組成的水和自然界中大部分物體碰撞時彈性係數皆等於水與水碰撞時所的的數值。 ２.入射水柱初速與排開速率的比值≒3.48 ３.歸納出理論計算水與水碰撞後初速計算式V理論初速 = 2‧Vs‧cosβ+ΔV 即理論上碰撞後速度等於兩倍的入射速度的水平投影加上鉛直投影所造成的水平排開速度，利用此事可理論上計算水的彈性係數。 4.利用彈性係數以及結論三的關係式可在理論上計算出碰撞後速度以及碰撞後反彈水滴的反彈角。

本研究分成兩部分，第一是探討一般電源轉換成燃料電池的電源之電壓轉換情形，第二乃利用實驗室的簡易儀器仿製伏打電池來製作燃料電池，並探討加入合成清潔劑使其產生泡沫後，電壓是否能夠穩定。在第一部分的實驗中，以電源供應器做為穩定的供應電源、0.1M 硝酸鉀做為電解液，依供應的電壓、通電時間與電極（實驗室碳棒）在液面下的接觸面積的不同，結果發現電壓越大，或通電的時間越久，或電極接觸面積越大，燃料電池剛開始的電壓越大，且電壓下降的也越緩慢。第二部分的實驗中，仿製伏打電池以自製燃料電池，正極部分使用未稀釋的雙氧水加上少許的二氧化錳以產生適量氧氣，負極部分則使用固定面積的鋁箔片加上濃度相同的鹽酸或氫氧化鈉以產生氫氣，電極材料使用4B 的鉛筆心（4B 為三種碳棒種類H、2B、4B 中效果最佳者），以1M 的硝酸鉀做為鹽僑，並探討加入合成清潔劑產生泡沫後是否可以使電壓穩定，結果發現鋁箔片與氫氧化鈉產生氫氣的反應較佳，且增加接觸面積時，燃料電池的電壓較大、電壓下降的時間較長，而加入合成清潔劑後，電壓更加穩定。每添加一次鋁箔片以產生氫氣時，電壓可以立即回復至最大電壓，證明氫氣燃料電池使用時若電壓下降，則必須繼續添加反應物質。而當負極溶液中沒有氫氣則無法產生電力，更證明了氫氣與氧氣是本實驗之自製氫氣燃料電池的電力來源。

洗滌用的界面活性劑分散系，沾在管口用氣吹它，會生成泡泡，沾在對稱結構的框上，會產生特定形體的薄膜，雖然泡與膜是截然不同的形態，但影響各自形態的變因，可設計為比較分散系表面張力大小的方法，並藉以探討各種分散系表面張力與濃度間的關係，本研究中發現它們的變化趨勢，與分散質的分子結構有關；市售的皂類與合成清潔劑兩大類的分散系，濃度與表面張力的變化趨勢，恰好相反。在本研究還發現一個特別的現象，同種分散系在立體框上產生薄膜，其總面積大小與表面張力大小關係，和框的形狀有關；正立方體的框，薄膜面積愈大表面力張力愈小；正三角柱的框，薄膜面積愈大表面力張力愈大。

地球上的能源日趨銳減，人類所製造出的垃圾遠多過於能使用的能源。能否將這些垃圾變成可以使用的能源是我們想探討的問題 。工業革命後，全球慢慢由農業社會轉型成為工商業社會。工廠需要像石油這種可以產生動力的能源 ，人類需要依賴天然氣或瓦斯來烹煮食物、燒開水…等。但是這些能源並不是用之不盡 ,取之不竭的。所以我們想製造一種既可以減少垃圾量，使用後又沒有污染的能源。希望達到環保與再生的目的。為了尋找這種能源，我們詢問過老師，也查過資料。我們發現酒精是一種燃燒後只會產生ＣＯ2跟Ｈ2Ｏ的產物的能源，比起其他能源使用後的產物還要來的乾淨，環保許多。酒精要如何製造呢?這學期自然課中，我們學了「有機化合物」。有機化合物中的「乙醇」也就是酒精，可以利用葡萄糖加酵母菌發酵製成。哪些材料可以做為我們這次實驗的材料呢?我們在街道、農莊、水塘與家中看到許多的垃圾，它們都是碳水化合物；像阿公家種的稻子，收成後不要的稻殼、路邊攤賣甘蔗的小販削掉的甘蔗皮、廚房已經發了芽的甘藷、菜市場菜販丟掉的玉米苞、水塘裡處處可見的布袋蓮以及椰子殼內的椰子肉，都是我們實驗的對象。實驗中我們討論什麼樣的材料最適合製造酒精。並且探討影響酒精產量的因素如：趜菌量的多寡、葡萄糖的濃度、發酵環境的溫度、發酵環境的pH值。經過半年多的實驗研究後，發現選擇的材料中以甘蔗最佳。且配合最佳的發酵條件，可以製造出濃度20%的酒精。我們真的把垃圾變成黃金了!

本研究欲探討菟絲子是否有寄生之外的營養來源。我們藉由切斷其寄生來源，形成菟絲子斷莖，進而探討不同條件下的生長情形：在適當光照與水分下，菟絲子斷莖可延長莖枝並獨立存活約一個月，種於礦物質土壤中顏色由淡黃轉為青綠，種於0.05%花寶五號培養基中分枝變多，0.1%組莖枝延長加快，可見菟絲子斷莖不需經過寄主可直接吸收水及無機鹽。此外，菟絲子斷莖在光照下存活率較高，使我們進而探討其是否行光合作用：經萃取野地菟絲子發現其含有少量葉綠素；連續光照可促使菟絲子斷莖葉綠素含量增加；同時我們也收集到菟絲子光合作用產生的氣體；最後以PCR 與電泳分析，找到光合作用必備酵素rubisco 的基因rbcS。以上均顯示菟絲子可在無寄主情況下行光合作用。

緣自於康軒版自然與生活科技第3 冊第一章的活動1-4，有關單擺週期的介紹，也因老師的提問---將單擺裝置移至月球上，週期會如何改變？因此展開此次的研究：首先，我們利用定滑輪及鐵塊設計了可以改變加速度的裝置，以便單擺能在不同加速度系統下擺動。我們以高速閃光燈及單眼照相機拍下在加速度系統下擺動的乒乓球，以便分析加速度及週期之間的關係，為了測量快速運動物體移動的時間，我們將電子碼錶拆解，並分析它的計時是如何運作，因此我們從電子碼錶內接出三條電線，利用這三條電線的通電與否，可以開始及結束計時，就如同光電計時器般，利用這個裝置，我們可測出加速度的大小。

評審想在一群猴子參與的完美競賽活動中，評比出最完美的前三名；由於受到量化問題與環境等因素，不得不採用兩兩比較的方式時，評審們至少需要作幾次的評比工作，才能選出前三名最完美的猴子呢？

從課堂中學得酸鹼物質的檢測方法，我們更進一步的研究製作各種既方便又理想的酸鹼指示劑，來檢測日常生活中的食品以及日用品的酸鹼性。並且從對各種事物的酸鹼性了解，提供另類的食用或使用的方式，以創造更優質的生活。

在此研究中，希望能以超電容的特性，嘗試將超電容結合電動模型車，製作一個運輸系統。其中包含超電容的充放電研究，馬達的扭力與電功率的關係，並結合自動控制程式，量測車輛的加速與放電關係；藉此說明超電容在功率上面的傑出性能。另外，我們結合了電容與車輛驅動能量上的文獻研究，運用在內湖222 公車的部分路線計算，行駛距離與損耗能量的關係。最後評估超電容應用在電動代步車上的可行性。舊金山市無軌電力公車何謂”超電容”？超電容利用的是電子吸附的物理原理，並無異於傳統電容。但因成分的不同，使得超電容的電容量遠大於傳統電容。並且超電容擁有以下特性：一、 電快速且放電持久 二、 容量較普通電容大出許多 三、 在瞬間提供極大的功率 四、 放電效率極高 五、 環壽命次數高

從阿嬤的經驗，告訴我們蟛蜞菊具有解毒的功效，並從網路上對校園植物的介紹，提及蟛蜞菊消腫解毒的“妙用”。我們利用化學淬取方法，如水及日常生活中的溶液；糖水、食鹽水、醋酸、酒精、丙酮等，與蟛蜞菊葉混合，探討萃取混合液的特性，並測試其酸鹼度。發現在不同溶液、不同萃取時間、不同濃度、不同溫度、壓力下，有不同的特性。我們也測試了疏水性的香蕉油、沙拉油，探討各種條件對提升萃取蟛蜞菊葉汁液的效率。最後，我們以簡單的方法，初步驗證蟛蜞菊的萃取汁液和特定混合液具有防霉，殺孑孓的功效，希望未來有機會經過更精密的科學研究或生化驗證，能利用這常見且繁殖力強的植物，發展出應用於生活上的藥品或清潔用品。