理化科

本實驗主要探討耐綸６,６製備方法的改良(改變聚合單體濃度、溫度、溶劑種類)，將耐\r 綸材料以自製天然有機染料（水筆仔、梔子、芭樂…）加以入色(直接入色、間接入色)，最後\r 測量每種材質韌度。\r 一、濃度為0.3M 的己二醯氯和0.25M 的己二胺進行實驗，聚合情況最良好，韌性最佳可\r 承受203.2 克重拉力。\r 二、聚和溫度為40℃時，耐綸聚合韌度最好可承受200.2 克重拉力\r 三、單體己二醯氯溶劑正己烷改換成正庚烷，聚合情形比原先好。\r 四、間接入色：\r 1.不加熱入染：以梔子染液入色後的韌度最佳，可承受105.1 克重，芭樂次之。\r 2.加熱入染：以芭樂染液入色後的韌度最佳，可承受120.1 克重拉力，梔子次之。\r 五、直接入色：韌性度以芒果染液最佳，可承受110.1 克重拉力，構樹次之。

探討自製保特瓶「燃料電池」的放電電功率受那些充電條件所影響？目前實驗出有電解質 種類、電解質水溶液濃度、電極、集氣管、溫度、電源大小、電解時間。目前找出較佳組合 是5.0M 的KOH電解質水溶液、至少經3次淬火的石墨電極、電極有半透膜的集氣管所做成 保特瓶「燃料電池」；再由自製太陽集熱器搭配提供溫水槽使保特瓶「燃料電池」可達約40 ℃的較佳反應溫度，提高電解水後的放電電功率，在放晴的天氣用太陽能電池電源電解水、 或有強風時候用風力發電機電源電解水，將產生的氫氣和氧氣來當「燃料電池」。

這個研究的目的是藉著磁力來控制液體的流動，達到力量的緩衝減振的作用。磁力是超距力，因此鐵粉不論是在空氣或水中，都會依磁力線排列。在水管中按磁力線排列的鐵粉會阻礙水流，減少流量，因此可以藉由控制磁力，達到控制水流量，產生緩衝效果。本研究經過實驗，分析了不同的磁鐵位置和磁力大小對水流量的影響。然而鐵粉在水中會有生銹、沉澱、沖刷的問題，因此本研究使用油取代水，讓鐵粉在油中隔絕了空氣和水分、至於鐵粉在油中會產生鐵粉沉澱的問題，本研究找出方法，用油脂包著鐵粉再混合在油中，這樣不但隔絕鐵粉和空氣，而且油和油脂可以互溶，就不會有沉澱和生銹的問題。本研究並設計了測試設備，實驗測試了不同的鐵粉油液的流動性，找出磁力和管徑對於緩衝效果的影響，並且將這些影響關係整理成公式，用電腦程式來顯示不同磁力、管徑、施力可得到的緩衝效果、最後我設計製作了一個實際的緩衝裝置，呈現磁力的緩衝作用。

傳統的薄翼迷你偵察機為了兼顧質量輕及升力大，因此薄型機翼都使用低展弦比機翼，但此偵察機因旋轉力矩小，飛行時不穩定。第一代的風洞，我們改良出了小面積、高展弦比且升力大的機翼，雖升阻比逼近但升力仍無法超越原先偵察機，因此進行第二代改良。第二代採改良式的風洞，獲得更穩定氣流，改良式測試架，可測出拍動式單組及雙組機翼。骨架及形狀對於升、阻力有很大影響，漸縮比0.5的機翼有較好的升、阻力。由測試中發現上反角變大，雖升力下降，但阻力也大幅減小。然後加入振動機翼，並使用兩副機翼，結果升力大幅提昇，且遠遠超越第一代機翼，若改良成雙翅振動的偵察機，將擁有更卓越的機密性，對於軍事的搜索或人質的救援，必定有更佳的效果。

探討在非理想狀態下影響1.牛頓擺碰撞之能量傳遞與2.單擺週期的因素。在牛頓擺實驗中，拉起一側的鋼珠，當釋放時，鋼珠(擺錘)將重力位能轉換成動能，並經由與其他鋼珠的碰撞而將能量逐步傳向另一側，使得另一側的鋼珠因能量增加而擺動，且撞擊顆數洽與談起顆數相同，然後鋼珠又延反方向撞回，如此反覆傳遞能量，史牛頓擺持續的擺動。但因能量不完全傳遞，以及鋼珠彼此間的摩擦、空氣阻力的影響等因素，使兩側的鋼珠擺動振福因能量減少而逐漸變小。在此討論撞擊與被撞顆數(擺錘)、擺錘質量、擺錘能量、擺錘種類、擺長，對其碰撞(能量傳遞)次數的影響。在單擺實驗中，單擺每次擺動皆因擺錘與空氣阻力的摩擦而消耗能量，使擺動的振幅與高度會漸漸減少。在此討論擺長、擺角(小於5°)、擺錘大小、擺錘種類及空氣震動的激烈程度對週期的影響。

一、利用了國中所學的原理，來製作定量式排水集氣法的儀器，用簡單的材料製作出可測量過氧化氫分解反應速率的儀器。二、利用改變過氧化氫水溶液的濃度測定過氧化氫水溶液分解的反應速率並推求反應速率定律式及反應級數。三、利用改變二氧化錳的量測定過氧化氫水溶液分解的反應速率，進而推得非勻相的催化反應與接觸總表面積有關。四、利用改變溫度高低測定過氧化氫水溶液分解的反應速率，發現溫度越高反應速率越快，但溫度太高雙氧水分解速率變化量有緩和趨勢。

1. 在本實驗裏，以膠水代替水當溶劑，結果較明顯地觀察到電解結果。2. 在本實驗裏，發現最好的膠劑成分是洋菜。3. 在本實驗裏，我們用針筒、針頭等器材組裝了【第一代簡易電解裝置】。4. 在本實驗裏，我們發現當連接的電壓超過3伏特，【第一代簡易電解裝置】的鐵電極就會被分解。5. 在本實驗裏，我們設定電解速率的單位為ml/秒。6. 在本實驗裏，我們發現最適合電解實驗的洋菜濃度是2﹪,硝酸鉀濃度是1﹪7. 在本實驗裏，我們用吸管、銅釘等器材組裝【第二代簡易電解裝置】。8. 在本實驗裏，我們發現部分物質並不適合當洋菜的染色材料。9. 在本實驗裏，我們發現銅釘電極間的距離愈大，電解速率反而愈小。10. 在本實驗裏，我們發現【第二代簡易電解裝置】的電鍍效果比課本裝置好一些；並驗證出最佳電鍍方式為電壓2伏特，通電3分鐘。

藉著物質可在相同密度溶液中懸浮的特性，利用密度差距極微小的BB 彈，呈現許多溶液中不易察覺的現象，加以研究。本實驗探討許多主題：(一)在溶液濃度與密度的關係研究中，電解質與非電解質有很明顯的差異，可能與溶解後帶電的情形有關。(二)不均勻的溶液呈現水平層狀分布，要使靜止的溶液自行擴散到均勻非常不容易(三)在溶液的溫度與密度關係研究中，在我們研究範圍內溫度每升高10℃密度將會降低約0.001406g/cm3。(四)擴散研究中，不均勻溶液的溶質在濃度愈高的地方擴散的愈慢。

由實驗可知廢棄乾電池可資源回收再利用的部分達 76%以上，其中電解質經純化分離可得到有催化劑效果之MnO2，回收率達61%，電池鋅殼材質與實驗室用鋅片材質相當，電池碳棒除可當電池之電極外亦是實驗室常用之導電材料，故廢棄乾電池確實可完整的資源回收再利用；在自製之簡易氫氧燃料電池裝置中，我們發現需考量碳電極使用前之適當處理、正負極之集氣區設計、收集氣體量多寡、電池組的封裝以及鎳、Pt\r 粉之添加與否等問題，電解液之選用則是以濃度為2 M 的氫氧化鉀溶液為佳，經過努力之後，我們成功以自製的簡易串聯保特瓶氫氧燃料電池裝置使得電子蜂鳴器、LED 燈及鬧鐘開始動作，實驗結果證實廢棄乾電池是可搖身一變成為新的電池明日之星—氫氧燃料電池。

經過我們努力的實驗後，我們發現：離子運動可以產生磁場，離子運動時會受到磁場作用而受力轉向。離子電流的磁效應，其關係式 ，其中I為電解質溶液電流，d 為與電解質溶液管線距離，而且溶液濃度越大，產生電流越大，則磁場越大。在外加磁場下，電解質溶液導電時仍遵守歐姆定律，但是對溶液的導電性沒有明顯影響。利用磁場作用下離子的運動可觀察到離子的導電性，離子移動速率越快，導電度隨著升高；並進一步瞭解到濃度越大，由於離子間的作用力，會使個別離子移動速率和導電性降低。