國中組

從磨咖啡豆到泡出一杯可口咖啡是一門學問，本次實驗想藉著在自然課上學到的原理找出泡咖啡所應用到的原理，並印證課堂所學，除了能泡出一杯好而不酸的咖啡外，也在咖啡中找到自然科學的樂趣。一共包含了以下部份：一、濾紙式咖啡、虹吸式咖啡的沖泡與二上自然與生活科技水溶液、溫度與熱的原理應用。二、不同咖啡豆沖泡，越酸的豆子泡出來的咖啡擺放越久，咖啡越酸；虹吸又比濾紙式更酸。三、濾紙式咖啡在水溫越高、咖啡粉越細所得的咖啡越酸。四、濾紙式咖啡剛泡好的咖啡擺的越久、越酸，但加了奶精後可減少酸度。

我們剪下廢鋁罐碎片與硫酸銅廢液進行氧化還原反應，使重金屬離子Cu2＋被鋁還原出金屬銅，即可過濾將固形物集中減廢處理。我們也利用廢鋁罐、廢鐵罐自製出第一代注射針筒式、第二代布丁盒式，發展到第三代果凍杯式的廢鋁鐵電池，雖可當成微形電解電鍍的電源，但要讓LED燈亮或風扇轉動卻很困難。我們接著製作廢鋁空氣燃料電池，過程並不順利，一直到找到了只讓氧氣通過而阻絕水穿透的石墨薄膜，才突破製造燃料電池的瓶頸，製作出具有價值且高功率的實用電池。我們還突破性的發現，以氯化鈉為電解液的鋁燃料電池放電後的分層膠狀物有類似鉀鋁礬膠體功能，其與硫酸銅溶液以2：1體積比的比例，可濾除銅離子，而達到以廢減廢的目的。

本實驗主要探討八上自然與生活科技課本中，3-2面鏡成像單元提到的太陽能集熱器是「利用平行主軸的太陽光，經凹面鏡反射後聚於焦點」。於是我們設計並製作一個焦距為10公分、 研究一：利用數學繪圖軟體GeoGebra設計一個焦距為10公分、口徑60公分、24片組合的太陽爐單片模型，並以厚3mm的壓克力板來製作、組合。研究二：以500W赤外線燈做輻射源，對拋物面太陽爐焦點及其附近作溫度的測試，及探討入射角度的影響。研究三：把太陽爐拿到戶外做焦點溫度測試，及實際煮物(米、蛋、水)。

水與人息息相關，當然到處也都有水的蹤跡，但是經過搜集，我們發現水的性質十分特 別。本研究的目的就是在測試不同的溫度下，水的流動情形。實驗結果發現：水在大於4℃ 的溫度下，溫度越高，密度越小，因此水會上升；水在小於4℃的溫度下，溫度越低，密度 越小，因此水會往上升；而水等於4℃時，密度呈現最大的狀態，因此水會下沉。我們又發 現若兩邊水槽裡溫度都是大於4℃的水，而右邊水槽的水溫大於左邊水槽的水溫下，水的流 動方向則會呈現逆時針狀態；如果兩邊水槽裡溫度都是小於的水，而右邊水槽的水溫又大於 左邊水槽的水溫下，水的流動方向則會呈現順時針狀態。而如果一邊水槽的水溫度低於4℃， 一邊水槽的水溫度高於4℃，水則會呈現雙向的狀態。經過這次實驗，讓我對水的認知更廣 博，而且也讓我們清楚的記下水的流動，永遠不會忘記。

前年的九二一集集大地震，慘痛的經驗都讓我們記憶猶新。因為停電全國幾乎都?罩在黑暗之中，電池成了最熱門的搶手貨; 價格當然水漲船高，居高不下!可能是平常的二、三倍，至還可能有錢買不到呢!災區的人們更可憐，不但停水還斷電，沒有電~他們幾乎與外界隔絕，生活變得非常不方便，簡直是寸步難行;而電池在此時，更凸顯出它的重要，但是停電時，不一定家家戶戶都有儲備電池;於是我們便想:利用日常生活中，隨手可得的物品，製做成簡易且實用的電池; 如此一來，就不必害怕沒有電池了!在各界極力倡導資源回收的同時，3R:Reduce' Reuseu及Recycle還清晰地印在腦海中，某日，喝完飲料後正準備鋁罐壓扁丟入回收筒時，突然靈光乍現~為什麼不利用廢鋁罐製作電池呢?況且，現在全球正值能源危機，油品沒幾天就漲價一次，工業發達使石化燃料及各種原料的消耗劇增，研發新能源與廢棄物的回收再利用，就是我們刻不容緩、責無旁貸的課題

花了不少時間了解聲音的波動現象後，我們由已知音叉自組「Ｕ行長管空氣柱測量法」去推測實際聲速大小，結果與標準聲速誤差在10﹪以下，同時也比較出未知音叉的頻率。為了了解聲波與其他介質波動傳遞數率的快慢差異，我們由自製的「自動振動機」已成功的比較出粗繩波、細繩波及緊繩波的波速大小；以自動振動機控制單擺的規律擺動去撞擊自組煙霧箱，感受撞擊時產生的聲音及能量的傳遞，讓煙以不同的速率方式擴散，也從這個實驗比較出：空氣的聲速(20℃下)34300cm/s＞＞單擺擺動的速率10~20cm/s＞煙圈自煙箱出口的速率3~9cm/s。為了讓聲音以更有活力、更有趣的方式具形化，我們以聲音三要素的方式設計了音波功的實驗。以錄影、電腦播放或現場感受的方式，就算聽不見也能看得到聲音的威力！為了讓聲音以另一種型式光來展現，我們以視覺暫留的現象定出音符定點展開的上、下、左、右的光點，再畫出音符的完整畫面；再企圖從跳動的反射光路徑中帶出舞動的Do Re Mi音符及曼妙的音樂。為了留住聲音的軌跡，我們將聲音以色彩的方式舞動出來、以不同紙材吸附對照，以感受古典音樂、搖滾音樂…等節奏下形成的色彩畫面。

紫蘇會出現紅葉或綠葉甚至交雜出現的現象，而綠葉品種的白蘇並無此現象，是什麼因素造成？本組以「光照時間、不同色光、照射部位、土壤酸鹼度」來探討紫蘇葉的顏色變化。實驗中發現：葉中紅色部分會從葉脈開始變色，然後由葉脈附近擴展到整片葉子，其中葉背又比葉面快變紅；葉子變綠時會先從葉緣往內開始變綠，最後葉脈才變綠，其中葉面又比葉背快變綠；適度光照(12、16小時)紫蘇，紅色產生的快且紅，光照少則紅色不易出現；照射單一色光時，藍色色光最有利於紫蘇色素產生，雙色光比單一色光更容易使葉片變紅；紅色色素的產生並不受其他部位的葉子的影響；土壤的酸鹼度，對紫蘇葉片顏色的產生沒有影響。

平常煮菜作湯的?和味精，都是一種漂亮的晶體，何不自己動手來做一些假寶石(晶體)呢？說不定能因此而發現一些規律性呢！

看到網路上有人利用不同顆磁鐵間的磁浮擺盪，玩起了磁鐵的律動操，從磁鐵間此起彼落，看似不規則的律動中有著一股無形的默契，形成相互擺盪的有趣現象。為一探究竟於是針對形狀、距離數量與角度等變因，從自製儀器進行研究後發現： 1.改變夾角的不對稱偏斜，可以調整磁鐵擺盪頻率 2.增加磁鐵數量、縮短外圍間距與降低中央厚度，可延長磁力傳遞的效果 3.從震盪頻率平衡過程中的時間差，可推算力來源方向與強度 過程中利用磁力震盪的特性，設計並製做出實驗所需的測量器具，再由磁力震盪變項的相互影響，可歸納傳遞磁力效能最佳的變項組合，最後利用磁力震盪的特性，設計出光感式磁力震盪的測震儀，可說是從小東西玩出大道理來！

清潔劑有親水基與親油基兩部分的結構，在有機溶劑或水溶液中都有溶解性，為了證明其界面間轉移的現象、測量離子在界面間轉移速度及探討不同離子轉移的選擇性，我們設計了離子界面間轉移的測量方法。首先利用氧化還原反應證明其界面間轉移現象，清潔劑可以與離子化合物結合，而溶於有機相中，達成界面間轉移，在另一個水相中釋放並反應。且知道清潔劑與分子化合物不反應。利用沉澱反應實驗，左右兩式管裝著不同陰陽離子時，可以了解清潔劑對於陽離子之結合選擇性，高於結合陰離子。在導電度實驗中，可以測定對不同陽離子之選擇性。為了證明我們所推論的反應機構，也嘗試取得其錯合化合物，從晶形及溶解度推斷該是錯合物無疑。