國中組

本實驗在家裡的冰箱冷凍庫進行，以電子式溫度計紀錄水過冷的現象及結冰瞬間放熱使溫度竄升的現象。研究的第一階段在尋找影響過冷效果的變因。第二階段挑戰最低溫。第三階段在尋找觸發結冰的方法，希望能提供人造雨更環保有效的方法，同時也希望研究結果能作為國中理化的參考資料。過冷現象並不穩定，我們在各種因素中摸索，以很多的數據來作為統計上的比較，在掌握到接觸面性質、水質、水量及形狀等重要因素之後，我們測得過冷水的溫度一次一次地創新低，曾經測到-20.3℃的水，成功率也提升到 90%以上。探討觸發結冰的方法中，原本期望能「喊水結凍」但是失敗了，但在電火花及化學藥品的觸發方面我們卻有非常重大發現。

本研究利用微波快速萃取之方式，萃取芭樂葉中抗氧化成分。研究結果發現:(一)芭樂葉抗氧化能力高於果實。(二)紅玉芭樂比珍珠芭樂、紅心軟芭樂抗氧化能力高。(三)微波萃取的最佳條件為：功率設定中弱(200W)、時間為8分鐘、40%乙醇溶劑、固液比1：30。(四)微波萃取之方式，萃取液總酚含量及捕捉DPPH能力在8分鐘時均高於傳統水浴萃取。(五)熱風烘乾的芭樂葉總酚含量及捕捉DPPH能力分別都在14mg/g以上及90%以上。熱風烘乾50℃下5小時含水率可小於10%，為較佳之保存方式。(六)自行製造芭樂葉抗氧化精華液及環保美白抗老化面膜能提升廢棄芭樂葉之應用價值，且價格低廉。

在台灣香蕉是最常見的水果，而當香蕉出現滯銷時，有人利用它烹調成食物、加工製成蛋糕或乾燥成脫水食品等，但由於香蕉消耗量不大，這些做法都緩不濟急，唯有快速製成果膠，不但保存容易且運用範圍極為廣泛，才能在香蕉腐壞之前善加利用，避免被丟棄的命運。在實驗的過程中，我們發現在台灣盛產的水果以香蕉果膠含量最高，而且果皮及果肉均含有豐富的果膠質，我們發現把香蕉切碎使表面積增加，能萃取出較多的果膠，而成熟的香蕉果膠含量最多，實驗過後剩餘的香蕉殘渣仍具有環保價值，它可以製造液態肥及有機堆肥，對於植物的生長有很大的幫助。

在發生意外傷害時，冰敷包是緊急處理的利器，但是傷害發生在戶外活動時，往往無法及時取得冰塊進行冰敷治療，我們計算出人體皮膚單位面積的散熱量，並以它為基礎設計出一款新型的冰敷包，這款冰敷包利用液態二氧化碳(LCO2)汽化時產生的吸熱反應來降溫，符合「可攜帶」、「可長久保存」及「隨時可用」的條件，並製作樣品來證明它的實用價值，這對於經常從事戶外活動而又有受傷風險的人，實在是一大保障，在延伸研究中，我們以「液態二氧化碳冰敷包」為基礎，設計「液態二氧化碳冰桶」，使它更具有應用的價值。

鹽害及乾旱是限制植物生長和分布的重要因素之一。據估計全球三分之一以上的灌溉土地均有鹽害的問題存在，肥料的使用與海水倒灌一直是土壤鹽害的兩大元兇！鹽害對植物的傷害到底多大呢？若以不同濃度的鹽水培養植物，則因植物耐鹽性的差異，仍可發芽，但發芽率很低。若先以清水催芽後，在以不同濃度的鹽水培養植物，則可大大提高發芽率。可見催芽對植物的重要性！然而，鹽化的傷害在初期最嚴重，中期與後期因植物較能調節使傷害降低，但不論初期、中期或後期在模擬海水的濃度下生長都有抑制！植物對鹽害的生理反應是：首先葉片開始變形、捲曲，莖部失去水分而枯萎，到萎縮而死亡。根部吸水量的減少，細胞的溶質相對提高，使細胞滲透壓提高，雖然提高滲透壓，仍無法吸收外界的水分，所以植株會因吸不到水而響生理作用，走向死亡的命運! 在水耕植物鹽化的即時處理的實驗中雖然初期的生長有所抑制，但仍可恢復生機!而其決定關鍵在鹽化後5-6小時之內!另外，在模擬土耕環境下土壤鹽化的恢復對植物的影響，得到了很好的結果，決定關鍵在鹽化後4-5小時之內，對植物而言仍可恢復生機，且生長良好! 雖然如此，我們仍希望能搶救垂死的植物，實驗證明促進植物的呼吸作用可促進植物長出新根。電解水的灌溉可救活更多更嚴重的植物。而我們找到一些吸收鹽類的植物，在不影蠻生態平衡下，以最經濟的做法解救他們!相信未來能有所貢獻於社會!

為了兼顧節約能源與資源再利用的理念，我們決定朝「DIY 無電」自動餵魚器的方向努力。從無數次的設計與嘗試錯誤，我們最後利用兩組「竹鐘」的相互牽引，終於開發出第一代的無電自動餵魚器，但由於材料簡陋，使得每次「竹鐘」的「動作水量」非常不一致。因此，我們到水族店買了養魚專用的塑膠管，做成了「第二代」自動餵魚器。除了「動作水量」較穩定外，我們在高處架設小型水塔，並使用點滴專用的水流控制閥，控制水流量，但水塔的設置非常佔空間，且搬運十分不方便，於是我們作出了「第三代」自動餵魚器，讓「小水塔」能與自動餵魚器能結合在一起。目前雖然無法達到準確的定時定量餵魚，但已能達成一天餵 2~3 次，連續自動餵食五天的效果。

在一本「難題遊戲」裏，找到一種叫做 NIM 的遊戲，其中有些必勝的規則，讓我們產生很大的興趣，並引發我們研究其理論基礎，於是我們請教數學老師，老師給我們一本數學傳播季刊，並說明NIM遊戲規則及必勝方法的理論是利用二進位法的簡單理論稍加應用而已，我們覺得很神奇，這麼簡單的理論竟能發揮這麼大的功用，於是我們想必然還有其他的功用，平常愛好象棋的我，就開始想將這個理論應用在象棋的殘局上，因此我們就研究出一點小小的心得，提供參考。

使用線香製造煙，藉由壓克力所製造公寓大樓房間及樓梯的模型，模擬火災的情形，觀察火源在不同位置，各種窗戶的開法，如何影響到煙運動，及觀察線香的燃燒狀況；觀察次同時開啟兩扇窗戶，煙的運動狀況是否會有不同，線香的燃燒情形是否改變？房間中溫度的改變，是否影響到煙的運動？

三階多米諾骨牌(Tromino)填任意矩形R(m,n),m,n≧0解之謎是一個很有趣且複雜的問題。本研究利用塗色法、歸納法，巧妙應用矩形的上下、左右對稱特性，經過系統化分類與邏輯化推演，成功且完整求證下列三個以L-tromino填任意矩形的問題：一、當3|(mn-1)，填任意移除一格小正方形的一階缺陷矩形問題。二、當3|(mn)，填R(m,n)矩形問題。三、當3|(mn-2)，填任意移除二格小正方形的二階缺陷矩形問題。本研究成功得證，並給出所有符合解條件的m,n及於矩形中任意移除一格或兩格小正方形且符合解的所有限制條件。

本研究主要從量測機車怠速與啟動的各種數據，從成本和油耗的角度探討紅綠燈停等的秒數到多少以上，應該熄火才符合效益。在實驗的過程中，我自行設計了各種不同的量測設備和實驗步驟。相較其它學校和機構的量測方法應該較為簡單，準確及直觀。同時我也考量了機車啟動的損耗，增加考量的因素，希望得到一個較準確的結果。我的研究發現：重新啟動一次需要0.01元（啟動馬達）+0.006元（啟動盤）+0.008元（電瓶）+0.009元（油費）=0.033元，而這0.033元約等於怠速17秒的油錢。換句話說，騎乘機車停等紅燈，或是必須暫停怠速，如預期超過17秒，即建議熄火。