自然科

本研究是為了瞭解太陽運行的軌道與規律，找出使用太陽能板發電時擺放的最佳位置。實驗後發現一天當中相同時間間距的高度角變化幅度差異不大，但正中午時變化的速度較緩慢。方位角於早晚時間變化速度較慢，越接近中午，方位角變化越劇烈。且一年中在冬至過後接近春分時，和秋分過後接近冬至，一天的竿影連線都會有機會成東西向的水平線。太陽能板擺放方位分別在早晚的時間對太陽能板的發電量影響力較大、調整太陽能板仰角則是在正午前後2個小時的時間影響力較大。整體而言，春季時，在台北地區，將太陽能板面向正南方，且將角度調高至30°或40°時，太陽能板的發電量會最佳。另外，放大鏡擺放在一倍焦距處，可以使太陽能板產生更大的發電量。

在學校的科學玩具研習社團中，我們曾學過以線圈纏繞製成的簡易馬達，如下圖，但我們自己製作的過程中，發現不僅費時，連學校老師都失敗好幾次。於是我們嘗試尋找其他更簡便的自製馬達，能夠方便攜帶與即時組裝。最後，我們在網路上【參考資料（1）】找到一種名為「法拉第馬達—Faraday\r Motor」的資料，它的外觀不僅簡單、新奇，拆裝更是方便；在克服了其中強力磁鐵的收集後，我們花不到一分鐘組裝完成然後讓它動起來，看過的人都大呼驚奇。我們在整個研究的過程中，製作了「極簡馬達模型」，方便測定轉速、更換零件與觀察轉動。此外，利用實驗所產生的結果，我們發展出自製的『磁力軌道車』玩具，並進一步延伸應用在「磁電再生能源車」。\r

本研究是從自然與生活科技領域中有關「磁鐵」、「力」及「機械」等單元出發，依據磁鐵的各種特性，研究如何精確測量磁鐵的吸力和斥力，並探討磁鐵吸力和斥力的相關性。最後，我們依據磁鐵吸力和斥力的特性，設計可估測重量的斥力秤，並且發展出物體落下時可減緩衝力和可提高平穩度的「磁力緩衝機」。我們利用一整年的時間完成這個研究，研究過程中，不僅覺得科學實驗非常有趣，還學習到如何改良實驗減少誤差，並將所了解的原理應用在生活中。

生活在能源有限的地球，「節能」是世界各國極為重視的議題。本次實驗是以極為環保的方式，使用學校中央廚房每天剩餘的回鍋油為原料，以保溫瓶裝熱水，讓回鍋油產生皂化反應，取代以往的酒精燈以及電磁爐加熱的方式。另外，再以海水代替食鹽作鹽析、舊絲襪代替濾紙來過濾，達成「環保節能」製造肥皂的目的，期待為維護生態環境盡一己之力。研究結果證實了保溫瓶確實能應用於肥皂的製作上，且亦與一般市售肥皂具有同等的去污力。保溫瓶肥皂在40gNaOH、50ml熱水、40g回收油以及10分鐘保溫的控制下效果極佳，經過鹽析之後酸鹼值也接近中性，且相當平滑，無論是洗手或是衣物洗淨都有不錯的效果。

貓空纜車車廂在通風方式進行了三個階段的改善，究竟效果為何？又有多少效益？而在\r 夏天車廂行進時該以何種通風方式最好，冬天又該以何種通風方式最佳？經由實驗與數據的\r 分析結果，我們得知夏天搭乘纜車行進時，想要最涼爽、最舒適的通風方式，就是將迎風面\r 上方的兩扇窗戶都開到最大為九十度，同時也把車廂門上方的窗戶打開，而將背風面上方的\r 窗戶關閉。冬天希望保持車廂內通風，但又不會覺得寒冷，則以穿保暖的衣物再將迎風面上\r 方的兩扇窗戶都開到為四十五度，同時也把車廂門上方的窗戶打開，而背風面上方的窗戶也\r 打開，為搭乘纜車時最佳的方式。而在夏天纜車車廂行進時，比起車廂全部封閉的情況，改\r 善後的最佳通風方式可高達48.68%的效益。

本研究是對紅姬緣椿象做生態觀察，並藉由實際飼養紅姬緣椿象來觀察其生活習性、生長過程、身體構造。觀察飼養紅姬緣椿象的過程中，我們得到以下的結論:一、生長過程:卵期、幼蟲期、成蟲期。二、雄蟲與雌蟲的交尾時間長短會影響雌蟲的產卵數目多寡。三、雌蟲的體形大小與其產卵數目多寡無關。四、季節(溫度變化)會影響紅姬緣椿象的成長天數。五、溫度高低會影響卵的孵化快慢；溫度愈高，卵的孵化天數會減少。六、在校園實際觀察紅姬緣椿象的出現數量多寡，與溫度高低、天氣好壞有關係。晴天時，中午的溫度愈高，椿象出現數量多；陰天、雨天時，早晨的溫度較低，椿象出現數量較少。

本研究發現：\r 一、 液滴滴入水中產生甜甜圈結構的過程有六個時期：\r 1水面反彈。 2杯狀期。 3甜甜圈小環期。\r 4甜甜圈大環期。 5滯留期。 6無序散逸期。\r 二、 液滴滴入水中產生甜甜圈結構的影響因素有：液滴落下時的高度、液滴的濃\r 度、溶液的濃度、水溫、水面擾動、液滴大小、液滴之初速……\r 在本研究的觀察中，有幾點結論：\r (一)當高度差=0cm 時，都可以形成甜甜圈。\r (二)滴液濃度為8%及10%滴入純水中，比較容易形成甜甜圈。\r (三)密度小的滴入密度大的溶液或密度相差太大時不適合甜甜圈結構形成。\r (四)在不同容器中觀察產生甜甜圈結構過程，對實驗結果並無顯著之影響。\r (五) 改變水溫會使觀察的情況更複雜。

我們去率芒溪走走時，看到許多有刮痕的石頭，於是我們把它們帶回去研究。石頭上的刮痕有的都是朝同方向，有的沒有規律，石頭上還有分層，是泥沙一層層堆積形成的。我們用彩色膠泥、陶土、麵糰來模擬地層，還設計了沖水實驗，結果大石頭停留在河道附近，較小的沙子就被沖得較遠，形成一個斜坡。我們還發現有交叉的和沒交叉的刮痕；和分層同方向和不同方向的刮痕。另外利用陶土模擬石頭，進行石頭裂痕的實驗，結果發現和撿回來的石頭裂痕有些很相似；也利用兩條木塊夾住鹹糕、甜糕擠壓，結果造成糕餅的裂痕和彎曲，和野外看見的一些地層相似，我們終於知道石頭裂開的原因。

最近網路和新聞媒體都頻頻出現免洗筷有毒的新聞，引起大眾的一陣恐慌，平日經常使用免洗筷的我很注意這個議題，趁著這次科展便邀了班上幾個志同道合的朋友，一起來為我們生活周遭的免洗筷做個總體檢，看看我們平常所使用的免洗筷是否安全衛生，有無殘留二氧化硫。首先，我們利用問卷調查的方式來調查班上同學使用免洗筷的情形，發現每天使用免洗筷的同學高達 77％，在此更加顯示出本研究的重要性。實驗結果顯示出本小組研發的測定方法精準度不夠，只在編號 1 和編號 4 的樣本中測出二氧化硫；但是利用實驗室精密裝置所做的檢測卻在編號 1.3.4.8.9.10 的樣本中均有二氧化硫殘留的反應，在與官能品評的比較下，編號 3.8.9 在官能檢測中都顯示有酸味，所以利用氣味來判斷二氧化硫殘餘是個可行的方案。在實驗中發現我們生活周遭所使用的免洗筷二氧化硫含量均不高，而且可以利用水洗的方式去除。每一種廠牌的免洗筷不論是外包裝或是筷子本身都有明顯的差異，在實驗過程中我們發現無標示公司或製造日期，筷身染墨有黑線條、聞起來酸味重的免洗筷其二氧化硫含量較高。所以消費者在使用免洗筷時可以特別的注意外觀、聞起來的氣味，最好可以用熱水洗一下，以去除附著在免洗筷上的二氧化硫。

運動讓緊張忙碌的生活壓力得到快速的紓解，而排汗衣的發明，讓許多熱愛運動的人們在大量排汗的同時，能夠迅速有效的將汗水吸收，再排到衣服的外層蒸散，阻隔溼答答的衣服直接附著在皮膚上，免除身體的不舒適感，而達到舒爽的最佳效果，因此排汗衣成為運動員趨之若鶩的好夥伴。然而排汗衣究竟是何方神聖，有何種了不起的法術能夠成為今日運動界的當紅炸子雞席捲全球呢？我們為了揭開它神秘的面紗，特別追蹤研究，並且設計了三個實驗，藉由測試比較各種布料的吸水、擴散及蒸發能力，透過實驗的過程與結果，最後就知道排汗布料是由何種材質所製成及它的特殊性質為何了。