第46屆--民國95年

藉由同學的一瓶竹炭洗面乳，觸發了我們研究竹炭特性的好奇。而在學校的自然課上過「物質的變化」，我們知道竹子變成竹炭想必是屬於不可復原的變化，只是沒想到經過這變化竟然能使竹炭搖身一變成為消費者的新寵兒。既然老師常常告訴我們科學必須對人類有所貢獻，我們為了幫助班上的同學釐清他對竹炭粒子的迷惘，我們由自製竹炭開始，一步步地和竹炭有了親密的接觸。經由激烈的討論和實驗觀察後，我們發現竹炭粒子確實擁有一些特殊能力的唷！

當人們把建築物加高時，漸漸了解只靠強化房屋的結構並不足以抵抗強風的破壞。此時，阻尼器就誕生了，阻尼器能夠有效減緩房屋的搖晃幅度，可以避免強烈搖晃使房屋結構遭受破壞。我們的研究主要是探討阻尼器對大樓晃動降低的成效，並改變各種變因來得到阻尼器最有效的形式。常用的阻尼器分為三大類，分別為被動是阻尼器、自動式阻尼器及半自動式阻尼器。在我們實驗中即利用被動式阻尼器及半自動組尼器兩種來做模擬，並以自製模型大樓做測試。實驗結果發現阻尼器的確可以有效降低大樓晃動情形，且因阻尼器形式不同，而有不同程度的減震效果。半動式阻尼器比被自動式阻尼器中的風阻尼器與液態阻尼器瞬間降低大樓晃動效果來的好。而在半自動組尼器實驗設計方式與正式規格不同，而造成大樓晃動時間稍微延長。

風車轉動的快慢，受到風力的強弱以及其本身風車構造的影響，我們想了解風車的構造在什麼情況下轉得最快，希望能在實際應用時可以發揮最大效能。我們先固定風力強弱及風的來源，以電風扇與厚紙板製作風管（半徑 20 ㎝），在風管內部放置吸管，以增加風的穩定性。我們先從受風的角度實驗得知：風車在受風角度為 0 度，即正面受風時，轉速最快；接著進行下列實驗：改變風車的葉片數、面積的大小、重量及剪去風車部分面積，了解轉動最快的風車構造為三片葉片、風車的半徑為 10cm、用厚 0.3mm 膠片加六層塑膠膜，風車形狀以保持 A 區，而 B 區剪去以 R 為圓心畫弧的部分面積，所得到風車轉動最快。

有 x 瓶牛奶，要排在 n×n 的正方形牛奶箱中，要如何排，才能使得牛奶箱中的(1)每行每列皆為奇數瓶(2)每行每列皆為偶數瓶(3)行列中一邊為奇數瓶，另一邊為偶數瓶。要回答上述的問題，可實際上去排一排，或經由解聯立方程式，得知行列瓶數的組合情形，再去排列。除此之外，是否可找到一種不經由解聯立方程式，就可以操縱排牛奶瓶的方法？此為本研究的目的。最後再進一步推廣到長方形。

攝影大師郎靜山曾說：「顯微攝影與天文攝影為科學攝影之一環，需要特殊設備與技術。」(12)，但是本研究的結論，是使顯微攝影變得十分簡易。本研究使用簡易型數位相機，在不需添購任何昂貴的設備或配件下，外加一個自製的紙套筒，結合普通的光學顯微鏡，來達到顯微攝影之目的。

本研究針對利吉惡地進行探討,研究此區之泥岩含水量、有機質含量、pH值、比重、可溶性陽離子含量、滲水特性和該區之植物種類，並探討坡度、水量對沖蝕率、山脊密度和勾痕形成之影響。研究結果發現：(一)表層泥岩含水率較高，深層泥岩最低。中層泥岩之有機質含量較高，表層與深層泥岩較低。各層泥岩pH值約8.1；無植被採樣點之pH較高，有植被採樣點偏中性。有植被採樣點，其Ca2+含量較高。(二)此區共發現十九種植物，其中銀合歡、相思樹屬優勢種。(三)坡度增加時，沖蝕率亦增加；水量增加時，沖蝕率、溝痕寬度也隨之增加，兩者呈高度正相關。第一區坡度較緩，山脊密度較大，第二區坡度較陡，山脊密度小，表面較平坦，溝痕較淺。

本研究旨在探討磁場對電鍍量的影響。實驗改變磁鐵形式、排列方式與方向、磁場距離、電解液離子價數等變因進行探討。結果發現馬蹄形磁鐵產生之磁場易干擾離子而使電鍍量減少；棒狀磁鐵依排列方式與方向不同而對電鍍結果產生不同影響。進行研究，宜用棒狀磁鐵。改變磁鐵位置及方向研究顯示電鍍結果受磁鐵位置及方向影響，磁場產生作用力與離子移動方向相反時，離子受干擾以致於電鍍量減少；反之，若方向相同時，則有利於電鍍生成。多數外加磁場無論方向為何，電流量多會增加。若磁場排列與方向會減少電鍍量者，磁場距離變近，將使電鍍量與電流量增加，反之則然。而陰陽離子之電荷乘積越大者，離子間靜電吸引力越強，電鍍量與電流量較小。然本研究發現：部分排列方式與方向變因其實驗結果之電流量與電鍍量關係相反，依本實驗設計無法探究原因，須再進一步深入探究。

我們以生活中常見的食品，如：蕃茄醬、醬油、醋等酸性物質，對監獄中的鐵窗進行侵蝕模擬，針對不同金屬（鐵、不鏽鋼、銅、鋅、鋁）腐蝕情形進行實驗。其中本組與歷屆科展實驗較不同的是－通上了直流電，我們意外的發現了蕃茄醬、醬油及醋的腐蝕性極佳，其次是味精水溶液。而以鹽水來說，金屬的體積不減反增。關於通上直流電的實驗我們發現以金屬充當兩極也有可能造成腐蝕情形，結論為味精水溶液的腐蝕性極佳，便以它當作電解液來實驗。結果意外發現活性小的銅用此種方法的腐蝕效果極佳，而鐵的作用也不差。我們實驗的五種金屬的最佳腐蝕方法如下：一、 銅在味精水溶液中作為兩極的腐蝕效果極佳。二、 鐵普遍會氧化，在味精水溶液中作為兩極的腐蝕效果極佳。三、 不鏽鋼在電解的醬油和蕃茄醬中效果最佳。四、 鋁在電解的醬油和蕃茄醬中效果最佳。五、 鋅普遍在酸性溶液中腐蝕效果都不錯。

重金屬污染日趨嚴重，引起我們的注意。將 50mg/L 銅離子水溶液進行以沸石、便宜活性碳、陽離子交換樹脂、碎磚頭、石英石、蛇木屑、椰殼活性碳、麥飯石、稻桿為濾材的過濾實驗。藉導電度的測量了解過濾時水中離子變化。以酸鹼度推測銅離子的變化，因硫酸銅在水中可解離形成銅離子與硫酸根離子。銅離子會與水結合成為氫氧化銅與氫離子，氫離子增加使水溶液呈酸性。實驗發現銅離子濃度與沼蝦存活率成反比。但有些標榜過濾重金屬的濾材，含金屬氧化物，雖然可以吸附銅離子，但其過濾出水溶液卻對沼蝦更具毒性。工廠若排放含重金屬之污水，一旦進入環境中，可能所產生的交互作用遠超出我們的預期，影響環境生態，請大家重視排放廢水及重金屬的問題。

要能明顯看出二氧化碳氣體造成溫室效應之效果，需以紅外線加熱器來當作熱源，選擇裝氣體的容器之體積亦不能太小且不能搖晃氣瓶以免內部溫度明顯上升造成起始條件的不同；添加氯化鈣可吸收水氣排除其影響實驗值的觀察。溫度的高低比通入氣體種類更能直接影響綠豆植物的成長，在較高溫環境中，綠豆成長較為快速。在 3.5％鹽水的實驗系統中，鹽水的體積膨脹係數為 0.00013(1/ )℃ 且在 4℃時的體積理論值為 145.477 ml 與實驗值 145.5ml相符，證明我們所設計簡易的測量液體體積膨脹係數的方法與工具確實可行且可充作教材教具，來說明海面上升的原因除了全球溫度上升造成極區冰層、冰川熔化，淡水流入海洋所造成的影響之外，海水因為溫度上升所造成的體積膨脹亦不可忽視。