理化科

許多人認為以金屬導線取代伏打電池中的鹽橋不會有電流，也有人認為只會產生瞬間電流。真是這樣嗎？我們用不同的金屬(銅、鉛、鐵、鎂)取代鹽橋(下圖左)。每次觀測兩個半小時，發現持續有電流。觀察發現電極上堆積的金屬為疏鬆粉末，溶液和電極持續反應。鹽橋的功能是維持兩杯溶液呈電中性，以金屬導線取代又是如何？我們認為若以金屬作橋，就像兩個獨立的電池串聯(下圖右)。我們經實驗證實以上想法。關於金屬作橋的電池的放電反應，詳細說明請參P17。實驗發現以金屬作橋，電流與較標準鋅銅電池不穩定，缺乏實用性。希望未來我們能再研究，設計出具實用性的金屬橋電池！

「風笛」又稱為「竹製響片 Euvuvu」，曾是鄒族用來傳遞訊號的工具，也可作為趕鳥器。風笛在轉動的過程中，響片會不斷的繞繩子轉動而拍打空氣產生聲音，這是風笛發出聲音最主要的來源。轉速越快、繩子越長、繩子粗細適中、響片截面積越大時，風笛的響度越大；轉速越快、繩子粗細適中時，頻率越高。因為響片繞繩子轉動時，繩子會變形而產生「彈力」；再加上「昇力」方向的改變，使得風笛常常會在「不同平面」上下轉動。

電蚊拍因電源開關故障而導致不能使用，我們往往就將電蚊拍器丟棄，其實只要稍加修理改裝即可拿來做靜電實驗。國中課程曾簡單介紹靜電學，為了進一步研究這課題並讓學生可作中學，我們利用回收廢棄電蚊拍加以改良組裝成教具，並設計以下幾個實驗組：電蚊拍電壓測量 、尖端放電、靜電除塵器、電子風、靜電單擺、電子風車、靜電馬達。以幾個元件簡易組合即可做數個靜電學實驗，這是我們主要創意。

本實驗是將白砂糖溶於水，裝入寶特瓶中，放入冰箱結冰，完全結冰後再利用鋸子將含有白砂糖的冰塊鋸成五層，待其融化後，測量每層的比重大小，以瞭解：1.固定結冰速度，改變糖水濃度；2. 固定糖水濃度，改變結冰速度；3.固定糖水濃度與結冰速度，改變結冰時放置方式，在這三種情形下其濃度梯度的分布情形，更進一步試著做出使白砂糖能在冰棒中分布更均勻的冰棒。

(一)、探討以豬油和氫氧化鈉來製作肥皂是否可行。(二)、探討豬油的量對肥皂生成量的影響。(三)、探討酒精的量對肥皂生成量的影響。(四)、探討加熱對“以豬油和氫氧化鈉來製作肥皂”生成量的影響。(五)、探討攪拌對“以豬油和氫氧化鈉來製作肥皂”生成量的影響。(六)、探討加糖對“以豬油和氫氧化鈉來製作肥皂”的影響。(七)、探討加檸檬汁對“以豬油和氫氧化鈉來製作肥皂”酸鹼性的影響。

本試驗以大葉桃花心木種子為材料，探討種子在飛行時其結構，與三種作\r 用力：重力、升力、阻力的關係，以建立種子飛行模式。\r 實驗中先實際觀測種子的結構與飛行模式，再以透明片與粘土模擬製作人\r 造種子的模型，進行實際拋射與風洞的測試。結果我們發現大葉桃花心木種子\r 的六個結構，對於旋轉飛行模式有影響，?含：\r 1.種子的重量：提供重力造成轉動及產生升力。\r 2.長度方向重心位置：需偏向翅的一邊，使施力矩大於抗力矩而穩定旋轉。\r 3.寬度方向重心位置：需偏向翅寬度方向的一邊，提供較大的切風角度，增函\r 旋轉推力。\r 4.種子與肋痕重量比：以0.3~3.0 的重量比例飛行高度與轉動速度最佳。\r 5.種子翼面需有適當的展弦比值：種子翼面的展弦比在2 至7 可獲得較大升力。\r 6.上反角：會改變翅的上、下面的受風面積，且上反角的翼面下凹，依白努利\r 原理會形成水平下壓的力量。會使鉛直下墜的種子恢復水平，藉以修正種子\r 的飛行姿態。

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。

實驗證實：富含草酸與鈣離子的食物共同食用，並不會增加體內產生結石的機率、在檸檬酸根與鉀離子出現時或加熱，皆會使草酸鈣的溶解度變大、在磷酸根離子出現時，會使沉澱量變多，增加結晶體的量。患有草酸鈣結石的病人，可服用含鉀離子、檸檬酸根離子的食品或是藥用抗壞血酸來預防結石生成、若多食用富含磷酸根的食物，會使鈣離子與磷酸根結合成磷酸鈣形成晶種，使結石產生機率上升。

用簡單的原理與步驟，設計並 DIY 出一套屬於自己的自製分光光度計，用最方便且便宜的方法，來定量分析實驗中所生成二氧化硫的含量。

物體在流體中受到的阻力(Drag force) F=1/2CρAV^2（C 是常數，和物體的形狀有關，ρ是空氣密度，A 是垂直投影面積的大小，V 是速度）。但是我們在實驗室中檢驗降落傘的阻力，得到的結果並不是和垂直投影面積成正比，而是和降落傘面所包住的空氣體積大小成正比。進一步，我們發現體積的高度太高也不好，它存在一個最佳高度，此一高度和底面的邊長有關。此外，我們把降落傘頂端開一小洞並製作兩層的降落傘，希望增加降落傘下降的穩定度和阻力，得到很奇特的結果。希望我們的研究能夠對想要自製降落傘的人，提供氣流流動的基礎認知。