佳作

新發現！！！性質、互變及其應用的探討

本研究目的有：一.歸納產生紅色沉澱物的方法及條件。二.歸納紅色沉澱物性質的探討。三.如何精確操控長出紅鉛樹(α-PbO)及自製鉛蓄電池電極放電效果的探討。 本研究總結論： 一.歸納產生紅色沉澱物的法及條件 1.Na2CO3(aq)＋Pb(CH3COO)2(aq) ＋NaOH(aq)，加試劑先後順序、溫度、NaOH(aq) 濃度均會影響生成紅色沉澱物、生成的時間。 2.PbCO3(S)及PbO(S)加入1~3M NaOH(aq)，在室溫下，均能在短時間內產生紅色物。 3 Pb(CH3COO)2‧3H2O (s)及Pb(OH)2(s)、少量水，在室溫下，加入NaOH(s)，均能在短時間內產生紅色物。 二.歸納紅色沉澱物性質的探討。 1.紅色物不能氧化濃HCl(aq)產生Cl2(g)，紅色物證明是PbO 氧化鉛。 2. 3.PbO(yellow)及 PbO(red)對H2O2分解平均速率非常接近。 三.如何精確操控長出紅鉛樹(α-PbO)及自製鉛蓄電池電極放電效果的探討。 1.以5mL 注射針筒吸取8M NaOH(aq) 0.04mL，逐滴加入部分白化的鉛樹中，能產生最快、最鮮紅的紅鉛樹(α-PbO)。 2.自製鉛蓄電池電極放電時，電壓、電流大小順序均為：β1 型﹥α1 型﹥α2 型﹥β2 型。

藉由本研究，我們希望能了解到〝既抽象又難捉摸〞的科氏力與科氏力效應，也期能解開地理或自然課本中的東北季風、西南季風的偏轉之奧妙。本研究裡，有四大摘要著眼點：（1） 教學網路上常出現「北半球的浴盆，放水時水渦流旋轉是逆時針？？！！」的討論，就有很多種版本說法與爭論。今我們利用實驗、分析再經巧思設計讓「科氏力」大小並不足以影響小小漩渦的旋轉方向，變成足以影響。（2） 再由數學式去探討，並算出增大t 、ω 、V 三因子皆會使科氏力偏移的效應變的更加明顯點（尤其作用時間更以“平方”成正比地增大）。由此來改良實驗讓科氏力效應變大。（3） 試著從日常生活的大、小尺度（遠、近距離運動）科氏力效應或生活周遭的蛛絲馬跡現象來統計，證明科氏力如影隨形作用在運動的物體上或生物體上。也許小尺度不會有那麼明顯的結果（被科氏力輕微捉弄），但只要我們能仔細地加以觀察，都可從一些「蛛絲馬跡」得到印證。（4） 科氏力其實是科學家假想出來的一種力，是由於地球自轉造成的。我們盡量從〝感覺〞去著手，讓它有點〝不抽象〞。

日本福島核災後，因臺灣同位處板塊交界帶加劇電廠輻射外洩之疑慮，國人始提倡非核家園的理念，而天然氣因其不若燃煤會產生大量PM2.5，遂在能源使用比例中有上升的趨勢。然國內接收站營運量已達飽和，為達成2020年的供氣目標，並保障全臺備載電能的充足，第三天然氣接收站的設置勢不可避免。而維護自然環境資源能為當地帶來高度的生態經濟價值，保育藻礁亦有其必要性。 在桃園天然氣接收站開發與藻礁保育的衝突下，本研究整理文獻資料輔以GIS，將蒐集的數據進行分析後判讀所得到的地圖，分別評估保育藻礁與設立接收站的必要性，並權衡兩者共存之可能，如採FSRU輸氣、或選擇替代方案遷址另建，以期降低對沿岸生態的衝擊，解決能源議題造成環境開發的爭議。

本研究是因網路新聞報導自來水中的餘氯含量會影響人體健康，引起我們去探究影響自來水中的餘氯含量的因素，發現水中的餘氯可以經由長時間靜置、曝曬或加熱去除，另外，加入活性碳、麥飯石、米、竹碳及陶瓷環等物質也能有效去除餘氯，於是我們利用這些物質，製作簡易的除餘氯裝置，有效的去除水中的餘氯。

為了比較傳統型和微型化學裝置的差異，我們設計微型化學反應裝置，並探討其實用及環保方面的問題，我們在顯微鏡底下，觀察化學反應的沉澱結晶及電解反應，嘗試以各項變因(溫度、濃度、聲波…等)來觀察其結晶的形態。我們已成功地將用量減少至0.04ml，也以微觀的角度觀察化學反應的過程。在實驗中發現到反應進行時粒子會不斷流動，經查證後為愛因斯坦所提的布朗運動，並且測得琉顆粒的直徑大小約4.2~6.7微米。本實驗成功地將顯微鏡應用在化學領域上，若將此實驗推廣，可達到汙染少、時間短、用量少的目的。這是邁向化學微觀世界，另一種創新嘗試的方法。

由於鹽水濃度擴散速率遠小於溫度擴散速率，導致了濃度極不均勻的現象，稱之為鹽手指（ salt-finger）。本研究首要在設計出觀測及量測鹽手指現象的實驗裝置且分析鹽手指下降的現象，進而探討在系統不同溫度、不同溫差及不同濃度下，鹽手指下降速率的關係。結果我們在經過不斷的改良及克服困難下，終於設計出實驗裝置而可看到及量測鹽手指的現象，並經由拍攝整個鹽手指形成過程，分析出鹽手指的下降過程的現象，進而探討鹽手指在沒有溫差、有溫差及不同濃度變因下與下降平均速率的關係，此處沒有溫差、有溫差指得是產生鹽手指的液滴與容器內裝有的溶液同溫與有溫差的意思。我們的結果如下：（一） 發現鹽手指在沒有溫差時，系統中溫度對下降平均速率關係為溫度越高下降平均速率越快。（二） 發現鹽手指在有溫差時，系統中溫差對下降平均速率關係為溫度越高下降平均速率越快。（三） 發現鹽手指的下降平均速率與濃度四次方有關係。本研究可應用在晶體結晶時的均勻析出。

學校有三棵木棉樹，每年春天，開滿橘紅色的大花朵，總是吸引不少的鳥兒，這次調查主要在探討有哪幾種鳥喜歡造訪木棉樹、牠們喜歡在什麼時段、天氣狀況及溫度會不會影響牠們造訪、花開了及花謝了對牠們的吸引力都相同嗎、以及牠們在木棉樹上都在做什麼。我們選擇了最大的那棵木棉樹做調查研究，從94 年2 月21 日校園的木棉花開始開放的時候，每天觀察四次，一直到94 年4 月15 日木棉樹上的花掉光為止。調查期間共發現5 種鳥類、456 隻次到過校園裡的木棉樹上活動，數量最多的是綠繡眼，鳥類最喜歡在早上8:00~8:20 的時段到木棉樹上活動，牠們在木棉樹上的行為，主要是休息、鳴唱、吸花蜜、排泄等活動，在花盛開期、晴天及溫度在20℃～25℃時的鳥種類和數量最多。

台灣素有「蕨類王國」之稱，台灣產的蕨類約有六百餘種，其中特有種約六十種，不僅資源豐富，單位面積的蕨類種數更是世界之冠。此外，蕨類也是高中生物教材中非常有用且有趣的相關教學資源。旗尾山擁有豐富的動植物資源，可是我們對這個環境中的蕨類植物族群，卻瞭解很少，因此，我們覺得有必要也很有興趣針對旗尾山的蕨類資源進行調查研究。

本研究試圖於道路地層設置雨水疏洪池，達到疏洪保水效益為主題，探討(1)道路兩側水溝孔總面積、(2)道路疏洪管徑總面積與(3)疏洪管徑輸送彎角，三者對應疏洪保水效益關係進行分析比較。使用凡爾旋轉角度控制流速模擬出中央氣象局所定義的單日平均降雨量，並藉由此降雨器模擬出在發生豪雨時，道路2﹪的洩水坡度，透過道路兩側水溝孔總面積與下水道疏洪管徑總面積配置的建構實驗，將道路上的積水迅速排除，並藉由道路下的蓄水設施來進行保水儲存，以達供枯水期的用水目的。經研究實驗分析後，道路兩側水溝孔總面積28.8cm2與疏洪管徑總面積31.4cm2，彎角以15°角疏洪管徑的排水速率較為顯著，可取得最大保水效益。

探討飛機升力由白努力定律主導或是康達效應主宰。煙流實驗得知：攻角過大時氣流將不再沿著機翼向下，造成升力減弱；由不同型態機翼實驗，發現機翼上方的起伏雖不同，但均隨機翼與風向間夾角漸增（0 ~20度），升力漸增；而平面機翼最大升力則是出現在攻角10度時，攻角過大則升力陡降，且其升力最大值均較上方有起伏的機型更高，我們由此推估，康達效應對機翼升力的影響應較白努力定律更為顯著。由改良之紙飛機，發現將紙飛機的尾部上折一反角，便可造成機頭上仰的力，藉由康達效應造成之升力，即可讓紙飛機達最佳化之飛行結果。 我們從機翼實驗的各項變因探究，到實際應用在飛機的飛行表現上，皆發現康達效應在確實是主宰飛機升力進而影響飛行。