國中組

水結冰的過程為什麼體積會膨脹？雖然課本都有寫，但卻沒有說明真正的原因。我想知道的是水結冰時若是遇到其他物質的抵抗，是否能用明顯的巨觀結果來證實我的推論與預測？冰芯的形成又與奈米冰晶的多寡有何關係？ 透過比較不同水質的結冰結果，進而探討各種溶質的冰芯差異，期間發現容器的形狀與材質對形成冰芯的影響，特別是有無包覆可以用來控制冰芯的形狀。證實形成「奈米冰晶結構」時擴大版圖的「純化作用」的確存在。 透過探究水結冰時和其他物質的交互作用以及冷卻環境差異所造成奈米冰晶結構強弱，經拉曼光譜儀的掃描分析，形成「純化作用梯度力」的物理解釋模型，希望未來能進一步製作能結出創意冰芯形狀的製冰容器。

上製氯氣實驗課時，時有多餘氯氣彌漫教室，嗆得人人咳嗽，嚴重的回家後胸口作痛，所以我們請教老師開始研究如何安全收集氯氣、溴氣等。並進一步研究其化性。

本研究成功利用Arduino開放硬體、Scratch2設計程式、紅外線、機械手臂及動、靜滑輪省力裝置等器材，設計可以檢測最大靜摩擦係數及動摩擦係數的儀器，並經過反覆測試，驗證儀器的可用性。藉由此儀器檢測數據，本研究發現不同材質物體的接觸面間塗潤滑油皆會影響摩擦係數的大小，摩擦係數則不受正向力及接觸面積的影響，而增加滑動物體的質量可以增加測量上的穩定度。本研究亦利用3D列印不同紋路底面的滑動物體，結果發現紋路不同會影響最大靜摩擦力，但對動摩擦力影響不大；故以直條當作鞋底紋路，起跑時得到的反作用力較大，適合當作跑步鞋的鞋底。本研究所設計的儀器，組裝方便、操作簡單且穩定性高，適合推廣及應用在國中相關課程及其他相關產品之測試。

數學課老師談到等腰梯形的性質時，老師說等腰梯形四邊中點所連成的四邊形必為菱形，如圖(1) ，菱形四邊等長，觀察原等腰梯形，其四邊不全等長，而連接四邊中點後，卻輕易的找到一個等邊四邊形，且看起來此等邊四邊形是所有內接等邊四邊形中面積最小的，那對不規則的四邊形要如何作出內接等邊四邊形呢？其他多邊形又如何？這引起我極大的興趣，於是我開始著手研究。

記得小時後,每當我開水龍頭時,總是詫異的看著媽媽,驚訝的說道：「媽,水從哪裡來？」媽媽哄騙著我：「河水、雨水、山上的水都算是啊！」我心裡不禁懷疑：「那水不是很髒嗎？」沒想到,這個問題已植生於我幼小的心靈。直到國中遇到志氣相投的同班同學,在「南一版自然與生活科技上冊2-1 水對生物體的重要性」的課程中又再次提到,此時,我回想起老師要我們找題目的方向－盡量是生活上自己本身所遇到的問題,看著由水龍頭中嘩啦而下的自來水,我彷彿又看到了當年的自己在納悶：「那水不是很髒嗎？」 \r 在成長過程中,電視新聞甚至雜誌,都有報導自來水的流程, 有時也有聽到用氯除去水中小生物,這樣水才不會髒,但是又聽到氯對人體有害,兩相互矛盾之下,促使我們決定了這樣的主題－讓我們一起來研究水與氯的關係吧！

東石大橋旁的灘地以網紋招潮蟹為優勢種，本研究則選定五個調查樣區，利用望遠鏡觀察並實地測量洞穴和網紋招潮蟹外型的大小，及利用聚合樹脂製作洞穴模型以便了解洞穴內的構造。研究結果發現樣區中網紋招潮蟹雌蟹數量較雄蟹少，常出現在靠近水邊的區域。所建築的洞穴會因季節及位置有所差異，第 I 區的洞穴位置常會改變而且較淺，冬季的洞穴則較深。洞穴的種類分為平洞及煙囪洞穴，漲潮時，部分洞穴會因洞內水位上升而產生封洞的行為，洞穴內的相對溼度可以維持在 90％以上。成蟹築洞除了第 I 區以外，僅會進行橫向洞穴出入口位置的修改。平洞的出入口直徑與甲長相近，至少會有二個出口，做為避難與防禦入侵之用。主洞穴的直徑大於其步行寬度，溫度維持在 19~27 ℃，底部有積水，為洞內主要活動區域。煙囪洞穴為單一出口，夏季的洞穴其中段特別寬大，可作為求偶之用。由聚合樹脂表面黏附招潮蟹的外骨骼，推測網紋招潮蟹在洞穴內蛻殼，減少被攻擊的機會。

本實驗希望可以從我們實驗室裡面的儀器，測量出雨水的大小，以及雨水落到地面附近時的速度有多快，不過因為雨水太小了，實驗室的儀器並沒有辦法直接測量出雨水的大小和雨水的速度，因此我們先測量一些比較大的水滴的體積與終端速度，製成圖表之後，找出其中的關係，然後從我們找出的關係之中，推論出雨水的體積以及速度。首先以麵粉球法，做出水滴體積與水滴滴在麵粉上所形成的麵粉球質量兩者之間的對照圖。我們先試著以實驗室裡頭的普通滴管出發，自行設計出另外兩種口徑不同的滴管，另外也找來兩支粗細不同的針頭，因此一共有五支口徑不同的滴管，可以滴出五種體積大小不同的水滴。分別以這五支口徑不同的滴管滴水到麵粉裡，每一種體積的水滴都會形成相對應質量的麵粉球，我們把水滴體積與對應的麵粉球質量製成(水滴體積與麵粉球質量關係圖)，結果發現是一個正比的圖形。其次，以光電計時器測量各種體積不同的水滴落下不同距離所耗費的時間，並做出五種水滴落下的距離對時間關係圖，並從五支滴管的距離對時間關係圖找出五種大小水滴的終端速度，以及水滴體積與終端速度之間的關係。我們先從高度五公分開始，以普通滴管滴出的水滴測量水滴落下五公分時所需要的時間，重複多次之後取平均數，然後把距離拉開到十公分再重複測量一次，一直到看得出水滴達到終端速度為止，五支口徑不同滴管都測量完之後，把數據作成圖表。我們發現，落下距離在拉開到 80~100 公分時，水滴落下的速度會達到固定，並不是像自由落體一樣越來越快，查證後發現是空氣阻力造成的結果，這個固定的速度就叫做「終端速度」。後來從高中課本找出了計算終端速度的公式，從公式中推導出終端速度的六次方與水滴體積成正比，並做出(終端速度六次方與水滴體積關係圖)。最後，在下雨的時候，直接拿麵粉到戶外去接一些雨水，測量出麵粉球的平均質量，然後把數據拿到(水滴體積與麵粉球質量關係圖)對照，可以得到雨滴的體積，再把雨滴體積拿到(終端速度六次方與水滴體積關係圖)上對照，經過計算之後就可以得到雨滴的終端速度了。

蕃茄和甜椒種植在有海水成分的農地，果實會特別甜嗎？我便採了苦鹵水及海水溶液栽培蕃茄與甜椒，栽培後果實甜度比一般市場賣的果實還要高。成株的生長速度、開花數、結果速度也都比較快，生長的也比較好，所以農民可能可以利用等比例的苦鹵水、海水栽培蕃茄及甜椒也會有很好的生長情形。

（一）高粱酒、威士忌可以點燃，而米酒、啤酒等則無法點燃。 （二）實驗中常常利用酒精燈燃燒加熱，但偶而也會遇到點不燃或是酒精燈氣爆等惱人又危險的事情發生。 我們心想酒或酒精點不燃的原因，及氣爆的威力，是否與酒精的濃度及蒸氣壓有關係，如果如此，那麼其它可燃物或是氣體（如氫）的氣爆，亦應如此，基於如上的推論，我們研究小組在老師指導之下，遂設計如下一序列的實驗。

起初，看到萬用黏土是在老師辦公室裡。老師使用它來黏貼學生送的卡片，公仔及學校海報，所以對這黃黃的小東西很感興趣，但這黏土售價高，於是，與老師討論是否可深入研究萬用黏土及自製黏土的可能，並請老師協助我們尋找製作黏土的材料。 我們製作萬用黏土的主要成份「聚異丁烯」及「碳酸鈣」，依照不同比例調配成附著力不同的黏土。將聚異丁烯的重量固定，加入一定比例的碳酸鈣，從中調配最適合比例的黏土。我們發現，比例「1:1.9」以下所調配出來的黏土過於黏稠【圖一】；而比例「1:2.3」以上所調配出來的黏土，略顯乾硬且會有碳酸鈣未完全與聚異丁烯充分混合。所以，我們決定針對比例「1:1.9」至「1:2.3」的黏土進行進一步的探討及研究。