第50屆--民國99年

本研究旨在探究愛玉凝膠。並發展有效的硬度測試裝置－以線鋸方式，將切開愛玉所需重量作為硬度數據，以此測試不同條件製作的愛玉。 結果顯示藉摩擦、水流衝擊可溶出愛玉膠質，最佳凝膠條件為：用礦物質較多的水、40℃攪拌、靜置溫度20℃以下、pH=11，且愛玉子越多，攪拌時間短且硬度高；若子少，則攪拌時間長且硬度低。若將子打碎、或添加油則會阻礙凝膠。 用各種鹽類溶液製作愛玉，特定濃度下可促進果膠酯?活性，凝膠硬度高，但大量出水，若希望硬度夠又不出水，可用氯化鈣0.03%、氯化鎂0.01%、氯化鈉0.1%、碳酸鎂0.005%、碳酸氫鈉0.01%、碳酸鈉0.01%、硫酸鈣0.02%或硫酸鎂0.05%水溶液；用飲料做愛玉以麥茶、綠茶最佳，汽水失敗、牛奶過硬。最後，配合水質、溫度，用電動打蛋器設計簡易方法製作愛玉，供大眾參考。

現今全球暖化越來越嚴重，許多環保人士開始利用大自然的現象（例如：風、太陽…）來製造電力。因此決定自製發電機，在實驗以前，我們把幾台手壓式手電筒拆開以便觀察，發現發電機主要是由線圈、磁鐵所組成並觀察它的運轉方式和如何製造電力，我們改變線圈及磁鐵各種變因的實驗，以了解影響發電機發電的主要因素有哪些。實驗結果發現影響發電機發電的因素有線圈的圈數、多寡、線徑、串並聯方式、距離、形狀，磁鐵的材質、磁力、數量等，及整流二極體的數量等。

高一基礎化學介紹不同烘培方法與發酵程度會影響茶中咖啡因的含量，本實驗研究結果有： 1. 不同溫度及低溫下紅茶、綠茶咖啡因含量的不同。 2. 乙酸乙酯與二氯甲烷對萃取咖啡因含量有所影響，極性高的乙酸乙酯對咖啡因而言不是最好的萃取溶劑。 3. 咖啡因是神經興奮劑，由水蚤心博實驗證明咖啡因會影響生物。

本研究係探討近年來在日本竄起的「湯種麵糰」技術，應用在我國傳統的饅頭上對品質的影響。操縱變因包含「湯種熟成條件」與「湯種添加比例」，湯種熟成條件分為「室溫25°C2小時、冷藏5°C 24小時、冷藏°C 48小時」共三種熟成條件；湯種添加比例分為「0％、10％、20％、30％、40％」五種湯種麵糰比例。 觀察項目分為麵糰攪拌揉搓的性質、饅頭出爐後的外觀質地觀察、彈性、柔軟度、總體積變化等，並分析「麵糰老化現象」的差異性，每次的產品皆透過「官能品評單」進行試吃活動，希望提出接受度高的「湯種熟成條件」和「湯種麵糰添加比例」做為製作時的參考。 研究結果顯示：湯種麵糰應用在饅頭製作上最大的好處在於延緩麵糰的老化，而其口感柔軟，若要兼顧彈性與柔軟度以及老化速度則建議：中筋麵糰熟成以「冷藏24小時法」、湯種添加比例10％、20％為佳，若選擇高筋麵粉則以「室溫25°C 2小時法」、湯種添加比例30％接受度比較好。

本實驗最初在探討如何縮短手工製皂的等待期，後經文獻探討及詢問專家得知等待是為了讓「鹼性消褪」及「水分消散」。實驗後發現肥皂的鹼性下降並不明顯，故透過重量變化、硬度變化及含水量變化來探討水分變化情形，並利用自創的「SPA法」，以△RH%來表示水分散失程度。△RH%越小，水分散失多，肥皂越熟；反之，肥皂不夠熟。同學參考實驗結果，自己定義出肥皂的熟成終點△RH%=15%，最後利用不同方法加速肥皂熟成速度，結果發現將肥皂置於除濕機出風口上方8小時效果最好，能有效縮短肥皂熟成的等待時間。

班上有42位同學進行交換禮物活動，每人提供一份禮物，抽到自己的禮物不需重抽，每人都抽一樣禮物，將禮物全部抽完。我們定義： 1.若 1 號同學抽到 5 號同學的禮物， 5 號同學抽到 1 號同學的禮物，則稱這兩位同學為一組。 2.若 1 號同學抽到 5 號同學的禮物， 5 號同學抽到 7 號同學的禮物， 7 號同學抽到 1 號同學的禮物，則稱這三位同學為一組。 3.若 1 號同學抽到 5 號同學的禮物， 5 號抽到 7 號， 7 號抽到 9 號， 9 號抽到 1 號，則稱這四位同學為一組。 以此類推。 問題一：全部同學都抽完禮物後，分成組數的期望值為何？ 我們求得期望值 = 1+1/2+1/3+1/4+……+1/42 問題二：全部同學都抽完禮物後，不出現兩位同學一組的機率為何？ 我們求得機率 =1-1/2-1/2x4-1/2x4x6-1/2x4x6x8-……-1/2x4x6x…x40x42 答案居然是e-1/2泰勒展開到的第21次項的結果！

一般植物的幼體是很難在水生的環境順利成長，睡蓮是以無性生殖來因應這個難題。本研究揭開了這個秘密----子母蓮在葉片上營造出適合孕育子代的環境：葉心與葉緣裂口形成一個育兒機制，能使得葉上芽維持在一個水份適當與淤泥不缺的環境成長，先把孩子養大來提高在水底的存活率。我們也發現，沉入水底尚未著根固定的幼苗，它具有選擇合適居住地的能力。 另一個是：熱帶睡蓮在冬天都處於休眠狀態或死亡，桃園的蓮花季只能有短短半年的光景。本研究成功的克服了寒流中低溫和日照不足的限制，以葉片大量繁殖，使得在北台灣都能夠全年無休的進行。並且，嘗試將睡蓮迷你化，馴化後在室內以小水盆栽培，擺放辦公桌上，是一種新的應用商機。

肯特管藉由聲音的干涉產生駐波，並在駐波中的波節與波節之間，產生規則的層次線紋。此週期性結構，類似於光纖光柵的布拉格繞射或是聲子晶體，其成因機制頗值得深入發掘。本研究的目的除了研究肯特管的駐波現象外，主要是探討此週期性線紋的成因。 利用PASCO感測器，輸入不同的聲音頻率，由傅立葉轉換我們發現除了基音是造成駐波的主要原因，也找出管中不同位置的波譜，發現保麗龍球跳動較高處的波譜變化較大，波漣的形成，必須聲波強度達到某一個臨界值，造成氣漩。由實驗結果，我們證明波漣形成是肯特管中微小的氣漩變化，造成輕如保麗龍球或細灰等物質，排列成層次分明的波漣狀，類似於聲子晶體的結構，應該可以阻擋在某些聲波頻率通過，造成濾波效果。未來，我們希望將圓柱形肯特管改成方型肯特管，來模擬或探究大自然中細砂的沙丘成因。

本研究檢驗粗糠是否具保溫、隔音及緩衝能力，用各種材料包裹玻璃瓶，測試瓶中水溫降低的速率；設計無線控制的隔音實驗箱，測試材料在不同厚度下單獨成層、均勻混合及分層放置時的隔音效果；用電磁裝置自由釋放水球，藉由水球破裂判定材料緩衝能力。實驗顯示：一、粗糠保溫能力與棉花相近。二、粗糠粉隔音能力最好(－1.32dB/cm)。三、將兩種材料分層放置或均勻混合，可提升隔音能力。四、粗糠緩衝能力比海綿效果好。證實粗糠在保溫、隔音及緩衝方面表現優異，並利用粗糠創意製作(一)保溫：水壺保溫袋、鍋墊、杯墊、隔熱手套；(二)隔音：耳罩、隔音板；(三)緩衝：頸枕、睡枕、椅腳墊、鞋墊、椅墊、包裹填充物，使被廢棄的粗糠創造了極大的經濟價值。

本研究是探討蒸籠以電磁爐隔水加熱時，蒸籠內溫度上升的情形。 從研究一知道，加熱過程中，以底層溫度上升最快。研究二中發現蒸籠體積越大，所需加熱時間就越長。從研究三知道蒸籠內的隔層會影響溫度分佈，並且會發生溫度分層暴衝的現象，在研究四發現隔層孔洞越大，溫度暴衝現象就越不明顯。 研究五中，在蒸籠內加裝光敏電阻及扇形雷射光後，發現加熱過程中，蒸籠內的白色水霧量在溫度暴衝發生時，會大幅增加，但之後又會因高溫變成透明水蒸氣，此時，從外接的自製壓力計發現蒸籠內的壓力大於外界壓力。 最後利用前面的研究數據，設計出三款改良式蒸籠。 值得一提的是，完全密封的蒸籠反而不利於加熱，適度將空氣排出蒸籠是有利於加熱的。