第48屆--民國97年

利用電解質水溶液的導電電流大小來判定酸鹼中和的當量點。研究過程中發現若未固定碳棒面積，則影響導電電流大小的因素有加入已知濃度酸（或鹼）的量以及碳棒的接觸面積。於是我們改良實驗裝置將碳棒面積固定，發現所得結果與酸鹼指示劑比較，更能精確判定當量點，且準確度與pH儀相似。我們也探討兩極深度、兩極距離、外加電壓對導電電流的影響，以及不同濃度和不同種類的酸鹼中和對實驗結果的影響。最後，由於酸鹼中和是放熱反應，我們也利用水溶液的溫度變化來測量酸鹼中和的當量點。

本研究旨在找出影響果汁電池電壓、電流大小之因素，進而改良、設計出一電壓穩定、\r 電流大之簡易果汁電池。綜合本次的研究結果可發現：\r 1. 電壓：選擇氧化還原電位差異大的金屬當正、負極，即可得到電壓大的電池\r 2. 電流：選擇檸檬當電解質並加入食鹽，且電極距離要近、深度要深、接觸面積要大，把握\r 這幾項原則，就可以製作出功率、電量都不錯的電池。\r 3. 自製加鹽奇異果汁的電量為31.5 mA〃h，而加鹽檸檬果汁的電量為70.8 mA〃H（只測試\r 一片鎂-銅電極所做的電池）\r 4. 將電極，像鉛電池的單槽電極般放置，電流顯著增加。利用此種方式，自製一個1.5V、\r 220mA 的加鹽果汁電池。

利用報廢的光碟機，拆下內部的徑向馬達做為發電機，並善用輪軸及齒輪傳動原理設計\r 齒輪比1：216 的變速箱，加速發電機轉動。以橋式整流器控制電流方線，並以220uF 及2200uF\r 的電容儲存電壓，設計發電效果最佳的發電機組。由9 片扇葉及腳踏車車輪組成攻角40 度的\r 水輪機，有較佳的拉力及轉速。結合發電機組及水輪機組成田溝仔發電機，利用校園源源不\r 絕的灌溉水溝來發電，能使18 個LED 燈持續發光，可用來照明。將改良版發電機組裝在腳\r 踏車上，可為夜間騎車的人提供照明，增加夜間騎車的安全性。

本研究以竹炭、木炭作為吸附劑，吸附水中的有色物質(染料、顏料)，發現竹炭的吸附效果比木炭來得優異、脫色效果來得明顯。並藉由等溫吸附理論來探討，進而了解吸附行為機制，並且探討粒徑與溫度對於吸附的影響。

由於染敏太陽能電池製作成本與較早發展的單晶矽太陽電池比較起來低廉許多，且發展潛力頗大，但由於一般學生難以取得其中的關鍵材料（導電玻璃、人工光敏染料）使得此有意義的綠色實驗於中小學的普及度並不高。本實驗的目的便是利用日常生活可隨手取得的資源來自製染敏太陽能電池，一方面透過研究太陽輻射的能量分佈來選取某些高發電效率的顏色染料，另一方面探討染料酸鹼度對其電子傳輸及共價鍵結強度的影響程度，不但希望能提高電池效率，更希冀能普及成中小學實驗而大量製造，在大量及價格低廉的優勢下，再結合美學製作成窗簾等產品，不僅人人皆能為我們日漸暖化的地球盡一份心力，更能美化我們的生活。

本研究探討「小高斯速算」的推廣。主要往三個方面發展：(1)自然數一到七次方的和。(2)三角形數列的變形。(3)自然數兩兩連乘積數列、三連乘積數列等的總和。研究過程當中，主要利用三種方法求解：(1)條條矩矩法：用不同的矩形、不同的排列方法表示各數列，再運用直行或橫列觀察，便可將原式變形。這是我們研究出的方法，以下稱為「條條矩矩法」。(2)三角形法：先將數列排成一個三角形，再將其往不同的方向旋轉，得三個三角形，再將這三個三角形中每個相對應位置上的數字加起來。這些數值會相等。把這些數加起來後除以3，即得原式的總和。(3)數型關係法：運用數的拆解將式子變成較易運算的形式。藉由這三種想法，將高次的級數變成較低次的級數，得到本研究的答案。其中「條條矩矩法」可作為一般計算級數，或是找規律的工具。

研究各多面體在哪些條件下才會有外接球。我們探討出以下三種類型：一、不需要檢驗法的，某些多面體是全部皆有外接球，如：四面體、圓錐、類圓錐（請參考：肆、研究過程中的定義）、圓柱。二、有些是有兩種檢驗法，檢驗它是否有外接球，二種檢驗法，只須取其中一個檢驗即可，因為一個成立，另一個也就成立，只須選擇較易檢驗的即可，此種的有：a-類三角柱（請參考：肆、研究過程中的定義）、a-六面體。三、還有一類是我們目前只找出一種檢驗法的，如：b-類三角柱（請參考：肆、研究過程中的定義）、類圓柱、b-六面體、四角錐。以上的檢驗法，在數學上是屬於充分且必要的，若不滿足任一檢驗法，此多面體即沒有外接球。

研究機翼呈平板狀態的飛機，發現重心位置的選取，會造成空氣阻力對飛機重心力矩量值改變。若固定飛行速度、發射仰角、飛機質量與形狀，則力矩的大小將左右飛行的狀態。經過實驗試飛可知，改變飛機重心位置會造成飛行軌跡呈現穩定與不穩定兩種情況，探究其原因發現與力矩有關。藉由風洞實驗實際量測空氣阻力對於飛機重心所造成的力矩大小，發現空氣阻力對重心所施力矩最小的時候，具有兩大特性：1.此時恰好為飛行軌跡穩定與不穩定的臨界點2.此時的飛行距離最大。這兩件結果可以利用空氣阻力對於重心之力矩大小與方向加以解釋。最後探討機翼形狀改變對飛行的影響，發現在相同質量、發射仰角、發射速度下，矩形機翼飛行距離較三角形機翼遠，此一現象可以比較兩者在不同仰角下的力矩值去解釋。

本實驗使用奈米級二氧化鈦能經紫外線催化，分解空氣中的水分子產生自由基，攻擊膠原蛋白鍵結的部份，使膠原蛋白的分子量成功的從300000減少至少到20000以下。其次，利用紫外線波長或酸鹼值的變因之下，控制降解出來的分子量大小。利用此法可在4個小時內得到很好的降解效果，不僅可以節省反應所需的時間，所需的成本也比當今所使用的酵素降解法來得低。其次，檢測降解完後膠原蛋白的活性，發現只要不照光超過2小時，膠原蛋白所剩的活性還不錯。如此一來，就可以利用此法快速的製造出有用的膠原蛋白了。

本實驗以簡單之設備探討出最佳電解產氫速率條件，經實驗發現：不鏽鋼做為電極之效果比碳棒好、電極形狀以能與水溶液接觸面積愈大愈好，我們以不鏽鋼線捲成花捲狀作為電極效果最好、氫氧化鈉水溶液濃度在小於0.7M時，濃度愈大電解速率愈快，超過0.7M時不再增快，因此0.7M氫氧化鈉水溶液最佳、另外我們也發現電壓愈大電解速率也愈快、而溫度的影響則是?度愈高速率愈快，溫度每升高10℃電解速率增加效率約10％、最後我們在電極旁外加磁場，發現會造成電解速率變慢。