第51屆--民國100年

自然課時各組都是利用胡蘿蔔加雙氧水來製造氧氣，但每組產生的氧氣量卻有差別，引發我們的研究動機。本實驗先探討胡蘿蔔中的酵素分布與催化雙氧水分解速率的關係，再進一步討論溫度、酸鹼性及鹽類離子對胡蘿蔔酵素的影響，最後討論保存環境因子及時間對胡蘿蔔酵素的影響。結果發現：胡蘿蔔生長激素較多的部位，催化雙氧水的速率越快；胡蘿蔔酵素在45 ℃能發揮最大的催化功效，65 ℃後活性會被破壞殆盡；鹼對胡蘿蔔酵素的影響較小；酸的種類不影響催化作用，但胡蘿蔔酵素的催化作用隨pH值越小，催化速率越慢，在pH 3時無法產生催化作用；鎂離子和鈉離子會使胡蘿蔔酵素的催化作用比較好；放置在空氣中45~60分鐘，酵素會被活化；保存在0 ℃以下的環境中不會破壞胡蘿蔔的酵素，解凍後反而會提高催化的速度。

本研究調查六年級小學生後顯示，83%吃過中藥，44%吃過轉骨方等幫助骨骼生長的中藥；高達90%感受中藥的苦味，只能採用「事後補救」的方式改善苦味，因此，以「事前改善」苦味為目標。選擇本草綱目裡屬於「大苦」、「大寒」的龍膽草和黃連做為實驗的對象，以科學中藥和水煎湯藥兩大部分，自己研究創新和找出市面上改善中藥苦味和不影響藥效的方法，並以官能品評法進行實驗。研究結果顯示，科學中藥的膠囊和錠無論視味覺最能改善中藥苦味，缺點是必須經藥廠生產或中醫診所配製；澱粉紙兼具改善中藥苦味、成本低廉和在家DIY的優點，經驗證其含科學中藥常添加之澱粉，可做為其隔絕中藥苦味之用。調劑糖粉，無論甘草或優格口味對於龍膽草改善中藥苦味效果較佳、對於黃連效果則較差。水煎湯藥，黑糖果凍改善中藥苦味效果最佳、無糖果凍次之，皆比服用水煎湯藥好，且口感較滑順。製成果凍後開始感覺苦的時刻仍比科學中藥早，所以建議儘快服用。

本研究藉由簡易測試，了解金紙灰添入陶土和釉藥中所產生的影響，以評估金紙灰可否取代部分陶土及灰釉中的草木灰，達到廢物利用，同時降低材料成本，增加經濟效益。測試結果顯示金紙灰水溶液為鹼性，金紙灰在陶土素燒以及釉燒過程中仍可保存在試體中，並且添加金紙灰愈多，陶土坯體抗壓強度愈弱，吸水率愈高，導熱愈慢。金紙灰可用於抗壓強度需求較低的陶瓷建材中，並且有發展為耐火材料的潛力。

本研究探討在水凝冰過程中，加入一低頻振動，探討其氣泡聚集在特定點成團的現象。首先改變水中溶氣量，以探討氣泡成因；並改變水量，推測其流動性質的影響性；利用照相觀測氣泡生成過程，推測氣泡聚集成團的原因。實驗方法以喇叭作振動器，施加不同頻率振動冷凝時50mm鋁管中的水，待其固化後觀察不同頻率時的氣泡分佈狀況。結果顯示，在頻率10-40Hz中，頻率越高時，氣泡團間間距越小。而在不同的水量進行實驗時，發現在水量過多或過少時，都不容易觀察出生成氣泡之現象，且水量佔管體積35%時氣泡聚集最明顯。推測可能是因為水裝太滿時液體無法流動所導致。以照相觀測凝冰過程，發現節點會比較早結冰，故氣泡不平均現象是因駐波場導致結冰順序改變間接造成。

本研究探討象鼻蟲製作捲葉前在葉面上戳洞行為與圓柱狀捲葉關係。研究過程中測量葉面上孔洞記號的連接距離，發現可呈現許多相似等腰三角形，將所畫出的三角形組合成七邊形後，再利用三角函數及餘弦定理來驗證孔洞與捲葉間數學的規律。探討全等性質的等腰三角形及相似等腰三角形面積關係，並以手作摺紙及GSP軟體繪製圖形觀察。結果可以得知： (一)在一面積相等的正七邊形中，全等三角形合併時（內部為中心點）與相似等腰三角形合併時（內部為任意點）的面積公式為a/2(h1+h2+...hn)=n*a/4(cosθ/2)2*sin2π/n ，則可知兩者面積相等。 (二)我們利用餘弦定理進行演算，結果發現等腰三角形頂角約為 ，底角約為 ，與正七邊形內角相近，所以可得知捲葉搖籃內部約為正七邊形，而有接近圓的模式，符合捲葉搖籃的外觀形態。

大漢溪具有豐富的谷曲流地形，是桃園縣山區景點的一大特色。本研究運用「Google 地球」軟體，截取大漢溪從石門水庫至砂崙子及大漢橋間的衛星照片，進行曲流地形判識，並經由野外考察實地驗證，描繪大漢溪流域曲流地形的分佈情形；探討蜿蜒度、坡度、地質與暴雨侵蝕對曲流地形的影響。發現蜿蜒度越大，交切山腳越豐富；坡度與蜿蜒度成反比，而坡度及地質結構影響曲流型態。此外，蜿蜒度越高的曲流，代表受暴雨侵襲的頻率越高，河流開墾應注意地形的特性，避免在蜿蜒度高的河川地及凹岸開墾，以減少洪泛所造成的損失。

綠能環保意識抬頭，擁有無污染、單位能量轉換效率高等特性的氫氧燃料電池，常是陪伴在科學家身邊的好題材，但由於電池反應牽涉固、液、氣三態之間的非勻相接觸，所以真正在做實驗時，氫氧燃料電池「高能量轉換效率」的特色並沒有獲得完全發揮，一般研究大多在進行「固相」的電極改造，本研究則對「液相」的電解液進行改良，利用界面活性劑黏稠、易起泡的特性，將界面活性劑與電解質溶液混合，並利用電解時所產生的微小氣泡，氣泡為電解液、氫氣同時存在的狀態。氣泡包覆氫氣、增加電池三相接觸表面積，增加電池效能，並探討不同的溫度、濃度、電解質、氣泡大小是否會影響電池效能的升降，而推論造成上述影響的可能因素，並多方面地輔以佐證。

一、本實驗最大特點在於使用同一個實驗模式，從事五個不同的研究，分別是 氣體分子量測定；二氧化氮的偶合反應；鐵與稀硝酸反應生成氣體的探討；鋅片及鋁片與鹽酸反應之反應速率及反應級數的測定；鋅片及鋁片與鹽酸反應之反應活化能的計算。二、本研究的分子量測定實驗，亦可用以測定其他氣體的平均分子量，其方法非常方便且精準。三、本研究可經由較方便且簡易的方法來測定出二氧化氮偶合反應的平衡常數與反應熱。 四、經本實驗研究發現到鐵與稀硝酸反應後生成一氧化氮而非氫氣。五、在鋅片及鋁片與鹽酸的反應中，對鹽酸皆屬一級反應。六、本研究所計算出之鋅片與鹽酸的反應活化能為21.5kJ/mol，鋁片與鹽酸的反應活化能則為89.9 kJ/mol。

節能減碳一直是全球持續發燒的話題，臺灣研發的「軟實力」更把環保節能的精神發揮得淋漓盡致。我們發揮創意提出結合運動器材與發電模組的構想，透過完整的探究過程，理解基本電學、發電機的結構與追求高發電效能的關鍵。最後付諸實現，巧妙結合好神拖(踩踏式脫水拖把)與踏步機，製作出「好神踏步發電機」。最大功率可達到15瓦特。運動同時不但能支援照明、風扇，也能提供手機、音樂等的電力來源，真的太神了！

本研究利用PM10值的逐時資料，探討1996年至2009年間，臺灣地區發生沙塵暴之時間與空間的分佈特徵。本研究獲得重要結論如下：一、 沙塵暴好發於春夏交替之際，北部區域受沙塵暴影響最為明顯；南部區域次之，東部區域和南部區域相似。二、 沙塵暴嚴重影響的區域分布類型共可分為10類，最常發生的類型為「北部區域嚴重影響」。三、 2004年沙塵暴發生次數最多，但強度方面卻較為不顯著。四、 馬祖測站PM10值上升的時間大多較北部區域為早。五、 沙塵暴逐時分布特徵之分析，可將逐時濃度變化分為7種類型。風向的變化可能是造成類型變化的可能原因。六、 到達臺灣的懸浮微粒含硫化物的比例較高，導致臺灣在沙塵暴發生期間SO2有增加的趨勢。