高中組

1.本研究將高中秒錶實驗的定性研究加以延伸，設計新流程以探討定量影響因素。預期目標為： (1)定義反應物的最初濃度與平均濃度，以①初期速率法與②微分迴歸法推導反應級數、速率常數。 (2)以③積分逼近法加以探究。 (3)由阿瑞尼士方程式推導活化能。 2.主要結論有四點： (1)以①、②法求出碘酸鉀的反應級數約為0.96~1.05級；亞硫酸氫鈉約為1.33~1.37級。不論採何法，高溫時所得速率常數較大。 (2)反應物的兩種濃度定義所獲結果，於反應級數無甚差異、但於速率常數則有差別。因此，反應物的濃度定義應明確區別。 (3)③法所得結果雖不精準，但由推導的過程深獲啟發。 (4)反應活化能約為8520 J /mol。 3.若實驗時數有限，可僅選做部分步驟，就可學習到三種數據分析的方法。

本研究主要探討催化劑的有無對丙酮碘化的影響，從中決定速率定律式及活化能，並希望本研究結果可以編入高二實驗課程。研究結果一、催化劑合適濃度為0.7M。二、有催化劑影響下適合的終止時間—32℃ 4分鐘、27℃ 7分鐘、25℃ 10分鐘、20℃ 15分鐘、15℃ 25分鐘 。三、無催化劑影響下，終止反應的時間為—35℃為5~11小時、32℃為5~8.5小時。四、有催化劑與無催化劑的反應速率差異相當大，以32℃為例，有催化劑的平均速率常數0.000124833 M－1s－1大於無催化劑的速率常數0.0000208 M－1s－1。 五、無催化劑一但開始反應後，會以極快的速率反應完畢。 六、無催化劑活化能比有催化劑活化能高，無催化劑的活化能66.88KJ/mol，有加催化劑的活化能137.7048 KJ/mol。 七、有加催化劑的總級數在1.4~2.7級之間；無催化劑總級數為2.0989583~ 2.0644408級之間。

本研究是為了改善擦黑板時粉灰任意飄散的情形，在使用一般板擦擦黑板時，粉灰累積到一定的量，會開始掉落而飄散到空氣中，影響使用者的健康，有鑑於此，改善此情形是本實驗的目標。「擦黑板時，如果能增加板擦的吸附能力，可以減少飄散在空氣中的粉灰」，為本組之最大目的。起初我們找了許多方法，而最後以靜電原理設計裝置，在不破壞板擦原型的前提下，利用電線導引靜電於板擦上。經過多次實驗證實，將裝置裝於板擦後，其吸附粉灰的量有明顯增加，確立了靜電板擦之可行性，達到了本組之目的。

本實驗主要探討一般家用電風扇葉扇角度對輸出風力的影響，在過程中藉由改變葉扇的角度及面積，探討電能功率轉變成輸出風力功率的情形。實驗中，我們假設葉片和空氣分子間的碰撞為彈性碰撞，並以此假設提出理論模型。再利用葉扇角度為0度角時，所測得轉軸處消耗的功率為背景，分析討論各種葉扇寬度及角度所對應的輸出風力功率，期望能從中找到較理想的葉扇角度。從實驗結果，我們發現要使向前輸出風力較大，其中一個方法是將角度調小來提高轉速，但因電風扇馬達的設計，若轉速過大會在轉軸處消耗更多的能量。所以需藉由調整葉扇的角度及面積，得到較佳的向前輸出風力或是較好的能源效率比。

高中物理實驗十五共嗚空氣柱﹝註1﹞，已知頻率 f 的音叉在圓柱形共鳴管口振動，調整共鳴管水位，當有最大共鳴聲時，量出空氣柱長l=λ/4，由聲速Vt=fλ=4fl和Vt=331+06t﹝t為空氣溫度﹞做比較，結果相去甚遠。另取玻璃瓶(非圓柱狀)盛水，相同音叉在瓶口振動，共鳴時的空氣柱長度和圓柱型不同，引起我們進一步研究的興趣。

一般的化學電池除了兩個電極外，需要兩個燒杯內分別放入相關的電解質及一個鹽橋內放入一種可導電但不參與反應的電解質，實在是很不方便組裝，且電流又不大。例如傳統鋅銅電池正負電極分別為3×5cm2Cu片、3×5cm2Zn片，電解質[CuSO4]=0.4M、[ZnSO4]=0.4M，鹽橋[KNO3]=1.0M時，其電流約僅2~5mA、電壓約1.0V，且不可充電，此電池無論在裝置上、功能上都不是很好的設備。 經本實驗的結果顯示另類鋅銅電池有以下優點、特色： 1.當正負電極分別為銅的相關難溶鹽固體(CuO、Cu2O、CuS、CuCl)、3×5cm2Zn片時，僅需一種電解質，不僅鹽橋真的可以移除，無須半透膜、素瓷杯，在該電解質濃度仍為0.4M下，電流即可增加至70~100mA、電壓維持在約1.1V，且可充電！ 2.銅的相關難溶鹽固體電極(CuO、Cu2O、CuS、CuCl)的製備方法---燒結法是考慮學校設備、經費下所獨創、可行的製備方法！這是高一基礎化學第一章第一節化學簡史中談論火的使用與容器製作的關係，加上日常生活中焢土窯的經驗讓我們突發奇想的作法。 3.目前此充電電池在0.4 M NaOH低濃度電解液下，電池未充電即自然放電可得70~20mA穩定電流，維持時間約10分鐘(600秒)，經1~3次充電後，效能不僅可維持甚至更好，電流可達80~21mA，維持時間更拉長至28分鐘(1680秒)！所以無論是在實驗時的組裝便利性亦或電池的功能如電流大小、可充電性上，都有突破性的創新改善，應可作為將來國、高中的基本化學電池的實驗之一。

原油能源短缺，因此尋求替代能源又能兼具環保的議題便成為熱門的話題，而生質柴油便是主角之一。我們便想利用廢棄的回鍋油來製備生質柴油。 整個實驗的過程我們發現未使用過的油及回鍋油在製備上的溫度、催化鹼的用量及油：醇的體積比有些許的不同。未使用的油溫度盡量控制在65℃，催化鹼濃度以0.5~1%最佳，油：醇的體積比則為1：3；回鍋油的溫度也是在65℃，催化鹼濃度為1~1.5%，油：醇體積比為1：4，而此兩種類型的油加熱時間都是控制在1小時會得到最佳的產率及良率。最後我們嘗試利用日常生活裡的酒精、乾燥劑(成份為CaO)當催化劑將回鍋油製備成生質柴油，最後實際讓柴油引擎運轉也收到不錯的效果，且排氣污染程度也小於高級柴油。

學校中之物理實驗，其測凹透鏡焦距時，僅用一種“視差法”。我們認為“視差法”並非良好的測焦距的方法，因此，考慮到何不應用凹透鏡發散光線的性質，進行測焦距的實驗呢？因此，我們開始研究這種測定凹透鏡焦距的方法。

有海洋珠寶之稱的矽藻( Diatom)，長久以來即以它那華麗的外殼吸引許多人的注意，但我們卻被它的另一種能力所迷惑，它們沒有偽足、纖毛、鞭毛等單細胞生物的運動器官，卻能在水中運動，到底是什麼緣故呢？

我們利用敏感度高的奈米級金粒子溶液檢測樣品中特定胺類分子。依據魚類在不同腐敗程度下會釋放不同濃度的胺類分子，且奈米金粒子與胺類分子結合後會因濃度高低改變而影響其粒徑大小，進而影響溶液的顏色，便可藉此檢測魚類的新鮮度。我們加入不同物質以試圖提高試液的靈敏度及準確度，並且發現魚肉隨時間放置愈久，在相同條件的奈米金液中出現明顯的顏色遞變。