最佳團隊合作獎

根據科學家的估算，石油大約在西元2050 年將被人類開採殆盡，屆時，電動車將成為未來之主流。電動車係以電力傳輸，具有無污染、無噪音、省能源之特色，完全符合現在及未來之環保要求；但考慮電瓶續航力不足以行駛較長距離，另以燃油引擎為輔，可在電瓶電力殆盡時提供另一動力輔助。另外，車輛在爬坡時電瓶產生之扭力無法有效行進，亦應由燃油引擎帶動車輛行進坡度路面。我們的設計是以此為重點，因此將之命名為「油電車」。油電車不以鏈條帶動，改由摩擦輪帶動燃油引擎，當以電力運轉時，摩擦輪可脫離後輪，以減少電力之損耗。此研究作品亦將探討，電流之改變對馬達輸出之扭力及馬力有何影響，我們發現可藉由電流控制模組之調整達到改變馬達動力的目的；另外，馬達功率的增加與驅動輪胎直徑的縮小皆有助於提高車輛的扭力。本車原係以三輪設計，採用後輪驅動、前輪轉向，但卻產生不穩定的過彎現象，現改以四輪運轉，即改善上述之缺點，以達到安全性高、操控容易之優點。希望本作品的研究可激起同學對環保之重視，使他們具有改變環境的念力及能力，期待我們的環境有更美好的未來。

Domino是一門學問，其中「推推樂」只是多數人對骨牌的刻板印象。其實它有著「物理」碰撞和「數學」推砌的多樣變化，而本研究在探討骨牌效應及極速下的物理現象。研究分別就 速度實驗、因子實驗與「Taguchi－田口法」實驗三階段進行。在經多次實驗記錄、討論，提出結論如下：一、骨牌間傳遞速度呈現暫態週期性，不同因子呈現不同變化週期。二、骨牌效應下發現，骨牌間距小、質量輕、重心於中心趨前及擺錘質量大、撞擊角度大，速度效應最佳。 三、極速最佳因子研究中，經分析因子實驗數據，依照田口 法最佳化實驗，並經驗證後發現，最佳因子組合是：骨牌間距小（2cm）、骨牌重心中心趨前、擺錘質量重（22.24g）以及撞擊角度大（90°）。與單一因子實驗呈現高度相依。

一、國中選修理化第三冊實驗9-1，其實驗目的是以固定量的KI溶液與不同量的Pb(NO3)2溶液，所產生黃色PbI2沈澱的量來探討反應物之間量的關係，並瞭解均衡反應式中各物質的係數和參與反應物莫耳數的關係。但經我們實際實驗結果，凡是過量的KI的試管，其沈澱高度或重量並沒有和Pb(NO3)2的莫耳數成正比關係。探討原因是過量的KI和PbI2再反應形成KPbI3沈澱，使得沈澱的高度或重量與加入Pb(NO3)2的莫耳數沒有成正比關係，但經三天後重測PbI2的高度或重量，也只有KI過量的試管有些變化，探討原因是KPbI3繼續和過量的KI形成錯離子的關係。 二、我們利用滴定方法，逐滴觀察反應沈澱情形，發現反應開始先出現黃色沈澱→黃白色沈澱→黏稠狀沈澱→白色沈澱→沈澱溶解溶液變橘黃色→溶液變淡黃色，可知錯離子形成是變化萬千的。其主要原因是以Pb為中心，而與I2形成多種錯離子，其錯離子的配位多寡是未知數，它隨著兩溶液的濃度比而呈現多變面貌。其方程式如下： 三、我們用透明淡黃色溶液5mL 以蒸餾水滴定發現顏色變化有逆反應的現象。 ※ 以飽和KI溶液來滴定飽和Pb(NO3)2溶液，其顏色變化為：黃色沈澱→黃白沈澱→沈澱溶解→溶液變橘黃色→溶液顏色變淡黃。 ※ 將淡黃色溶液用蒸餾水滴定時顏色有逆反應的現象，其顏色變化為：淡黃色溶液→溶液顏色變黃→白色沈澱→黃白色沈澱→黃色沈澱。上述顏色變化可知：碘鉛錯離子的形成及解離是可逆的。 四、我們利用溶液的總導電量和離子總莫耳數有關來推知有錯離子的存在。在實驗中，發現如果是Pb(NO3)2過量則總導電量和理論值相差不多，但如果是KI過量則總導電量便有異常增加的趨勢，這是因過量的KI和PbI2繼續反應產生錯離子，使得離子總莫耳數增加，總導電量因而增加。 五、實驗改進方法用Na2CO3（ag）與CaCl2（ag），產生白色CaCO3沉澱和NaCl（ag），此反應有三大優點：第一沒有鉛化合物缺點，第二沒有產生錯離子的干擾，第三做出數據能準確表達出均衡反應式中各物質係數和參與反應物質莫耳數的關係。

（一）水解時間對纖維素水解很重要，因反應器內進行著如下的兩個反應： 纖維素葡萄糖，葡萄糖 副產物（包括甲酸、果糖酸、甲基糠醛）初反應是纖維素水解，需一定時間完成；此外葡萄糖溶液停留時間的增加，將使更多的葡萄糖轉化為副產物，故隨時間的增加葡萄糖的量有下降的現象。 （二）催化纖維素葡萄糖的效果是：鹽酸催化劑組＞順丁烯二酸催化劑組，但葡萄糖副產物的反應中，鹽酸催化劑組的降解率為85﹪，而順丁烯二酸催化劑的降解率為15﹪，因此需長時間加熱時，最好採用順丁烯二酸為催化劑催化否則得不償失。 （三）無機酸催化劑組其催化纖維素水解的效果隨溫度增加而增加，但在140℃時Cu2O的量增幅變小，且在160℃Cu2O的量變小很多，這是因反應器內進行著如下的兩個反應： 纖維素葡萄糖 葡萄糖副產物 在較低溫時K1的增加值大於K2，但隨溫度提高K2的增加值會逐漸大於K1，因而Cu2O 的量增幅變小甚至在160℃Cu2O的量變小。 （四）有機酸催化劑組，其催化纖維素水解的效果隨溫度增加而增加，但在140℃時Cu2O的量增幅較無機酸催化劑組大，且在160℃時Cu2O減少的量也較小，這是順丁烯二酸催化劑組在K2葡萄糖降解率較小的原因。

市售吹不熄蠟燭會復燃的原因，是因為燭芯上的黑色顆粒物質（即鎂粉）所造成。本研究發現，以不同比例的鎂、鐵金屬粉，製成「吹不熄的魔法棒」，會使火焰產生不同的變化，其中的鎂粉可以使魔法棒吹熄後再度復燃、而鐵粉則可以產生美麗的火花；此外，我們還利用化學原理將回鍋廢油製成環保蠟燭，希望能為地球環保盡一份心力。

近年汙染及病菌傳染問題頻傳，在環保意識抬頭下，市面清潔商品添加「過碳酸鈉」，以響應環保並主打其超強效能；因此，我們欲透過改變過碳酸鈉(Na2CO3·1.5H2O2)的濃度，及其中Na2CO3及H2O2之比例，分別探討對漂白、去汙、增加溶氧量與抗菌之應用原理及效果。 研究結果顯示：8%過碳酸鈉漂白效果最佳，去漬率近九成；由於油受鹼分解之能力較氧化還原高出許多，在相同濃度條件下，Na2CO3比過碳酸鈉去油汙效果佳；因過碳酸鈉溶解較慢，使溶氧量增加較少，因此Na2CO3與H2O2分開加入水中會比過碳酸鈉效果佳；0.9%過碳酸鈉反應十分鐘，對大腸桿菌滅菌率達100%。在總觀儲存便利性、多元性及效能後，8%過碳酸鈉是目前最佳應用條件。

鋅銅電池中若兩電極使用同一種金屬片，兩杯溶液及鹽橋使用相同濃度該金屬的鹽類溶液，當改變兩杯溶液溫度時，兩電極便會產生電位差，此產生電流的裝置稱為溫差電池。 溫差電池中若僅進行的反應，則其電池電壓與溫差成正比，且純粹是利用化學反應將熱能轉換成電能，此類電池我們稱之為「典型溫差電池」，例如 Cu(NO3)2及 AgNO3 溫差電池都屬於此類，但兩者差異是 Cu(NO3)2溫差電池的高溫杯為正極，而 AgNO3 溫差電池的高溫杯為負極。典型溫差電池的電壓與溫差、電解液種類及電解液濃度有關，電解液濃度愈小，電池的電壓反而愈大。 我們利用典型溫差電池的原理，自製環保、節約能源、可重複使用的實用溫差電池，以PVC 水管當容器，上、下兩端開口用銅片封住當電極，管內裝海棉及1M 的Cu(NO3)2 溶液，熱源加熱上層銅片形成溫差，當溫差維持在60℃至70℃之間，單一電池的電壓約40 mV，若串聯50 個實用溫差電池，估計電壓可達2 V 以上，就可以對鉛蓄電池充電。實用溫差電池的熱源可由回收冷氣機、工廠的廢熱，或直接利用太陽能來當熱源。

一次意外的接觸數獨，開啟了我們研究數獨的興趣，在不斷解題的過程中，我們整理出一些解數獨謎題的方法，探索了數獨題目的難易差別，及設計題目的要領，接著我們利用數獨的對稱位置，創作出有趣的圖形，最後我們嘗試設計出立體的魔術方塊數獨、圓形的雲林縣徽數獨及超炫的布袋戲數獨。

本實驗測量不同齡期紅娘華的體長、呼吸管長、捕捉足長，並使用異速生長方程式計算，發現呼吸管相對於體長是正的異速生長，捕捉足相對於體長是負的異速生長。利用電子顯微鏡觀察發現，呼吸管上有兩種微構造，其中微鱗毛會隨著齡期而增加，但捕捉足上的微鱗毛變化不大，顯示呼吸管的微鱗毛可能會增加浮力。以水分不同環境飼養結果發現，缺水環境會使紅娘華呼吸管外部微鱗毛減少，但呼吸管內部的細毛並未減少，顯示呼吸管對於生存是很重要。如此外觀的改變，使得棲息位置會越往水深處移動，以獲得更大的安全。

本研究是資優班獨立研究課程的作品，就 41 屆科展研習活動中所發掘的問題做(一)碘酒、澱粉液的濃度越低，交互作用後的變色反應越淡，濃度越高，變色越深。利用滴入碘液的變色深淺，可判定植物體澱粉含量的多寡。(二)碘酒滴入高溫澱粉液中，不會立即變色，冷卻後藍黑層才由上而下漸漸下沉。(三)碘—澱粉的藍黑色的混合液加熱會變色，是碘昇華的緣故，冷卻後會由下而上回復藍黑色；但持續增加加熱時間，冷卻後不再回復藍黑色。(四)探討碘－澱粉混合液變無色的其他可能因素，並了解氧化還原劑的對應組合及特性。(五)可用滴定碘－澱粉混合液的變色反應，來檢視溶液的酸鹼強度。大驚失色?碘-澱粉混合液變色的研究