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真有「空穴來風」?—自然力抽風機的探討

本研究為探討自然力抽風機的運作原理及影響效能之因素,製作簡易的自然力抽風機,進行結構、位置、環境及導風片等變因操作,觀察溫度、溼度及懸浮顆粒之改變狀況。得到結論:(1)葉片角度影響熱氣產生的力及逸出間隙,因此抽風機需適當斜角的葉片(2)葉片數量影響重量及間隙,因此不同大小的抽風機需適當數量的葉片(3)房子愈大,需裝設愈多自然力抽風機,使空氣對流更快速(4)抽風機裝設地點,最好是房子最高處,且屋頂具有斜角(5)室外風能提升抽風機運轉,提升空氣對流的效能(6)無自然力抽風機時,室外風對空氣對流並無明顯助益(7)使用導風片適當的遮蔽部份的自然力抽風機,將可提升風對抽風機的推動(8)抽風機的動力為屋內熱氣及室外風,能排除熱氣及室內溼氣與懸浮物質。

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粉綠白腰天蛾(夾竹桃天蛾)

本研究是採實際觀察、紀錄日日春植物上所發現昆蟲的生命現象。待其羽化成蟲後,比對昆蟲圖鑑,發現此昆蟲身上特徵與白腰天蛾十分相似。但進一步深入研究與資料比對後發現,竟不同於原圖鑑上的白腰天蛾(Daphnishypothous),而是天蛾科 Daphnis 粉綠白腰天蛾(夾竹桃天蛾 Daphnis neri),天蛾科 Daphnis 屬台灣產有二種;茜草白腰天蛾(Daphnis hypothous)與粉綠白腰天蛾(夾竹桃天蛾 Daphnis neri)。兩者成蟲的主要特徵是體背中央有一條白褐色的條紋,連接左右翅膀。但發現兩種最主要的差異在前翅膀中線,粉綠白腰天蛾帶有粉紅色,而茜草白腰天蛾前翅膀頂部有一個白點。因此我們可以確定所觀察到的應是屬於粉綠白腰天蛾(Daphnis neri)(又稱夾竹桃天蛾)。研究中兩隻粉綠白腰天蛾產下 115 卵,孵化成功共有 97 隻孵化率達 84.3﹪,最後只有 8 隻能夠羽化成功生存率只有 6.95﹪。此過程了解粉綠白腰天蛾的生命危險因素,也印證昆蟲繁殖的艱辛。同時建立一套探索校園昆蟲多樣化的模式。

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看我的佛山無影腳─空罐壓縮器

每天整理學校資源回收時,發現有許多易開罐飲料空罐。空罐重量輕,但體積大佔空間,我們幾位同學就用腳將鋁罐踩扁,但是腳會很痛,又不能踩得很高,於是大家商量是否能找到更好的方法來解決,既能輕鬆地將鋁、鐵罐壓扁,節省人力,又能真正節省大量空間、減少垃圾量,以達到環保效果,保護地球。

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駐波所生的諧音和樂音音符的關係以吉他為例

物理課本上提到,駐波有第一諧音,第二諧音……,但是我們很想知道他們與樂音各音符一一對應的關係,以及各音符之間的頻率關係,於是我們便設計實驗,著手研究。

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幫助繩子對抗瞬間拉力

暑假中電視上曾經報導,高雄港內有幾艘船在颱風過境時纜繩斷了,船在港內飄盪碰撞,損失很大。當時,我曾和爸爸討論這問題。記得爸爸說過風吹的力量並不是平均的,有時強有時弱,方向也會改變,使得船東搖西晃,在繩子受到拉力太大的一瞬間就斷了。這些話我聽了一知半解,似懂非懂。直到開學後有一天和同學去放風箏,我們等風箏飛上去以後,把線綁在樹幹上。忽然來了一陣強風,線就斷了,風箏也不知去向。我們由這件事想到生活中一定還有其他類似的現象,如果我們能研究出好方法使繩子不容易斷,不但可以解決自己的問題,說不定還能幫助別人解決問題,造福人群呢!

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由心血管超音波影像之動態分析研究主動脈硬化

我們的研究工作有兩項重要成果:首先,根據物理學的彈性體振動模型發現:主動脈硬化的定量分析訊息可由測量主動脈相對於心臟運動的延遲時間明確得知,而且可用目前臨床使用中的心臟超音波儀器直接進行此一測量。在對23 個樣品、每個樣品分析大約50至100 次心跳的初步研究中發現,此一延遲時間是確實存在的,而且延遲時間超過大約0.17秒時,樣品就可能具有動脈硬化的現象。其次,在比照過10 組樣品的數據後發現,上述之延遲時間確定可由體外的胸前超音波掃描(TTE)準確測得,而不需要採用侵入式的經食道超音波掃描(TEE),以免除受測者的不適,及避免副作用的風險,使得此一新方法更具有方便、普遍的優點。而且此一方法也可能由數據的分佈發覺心血管之其他病徵。未來仍需應用此一方法對較多樣品進行研究以進一步確定此診斷方法之可靠性。 Two important results were achieved in this research. Firstly, according to the physical model of elastic oscillation, we found that the qualitative analysis of aorta stiffness could be obtained by a measurement of the delay time of the aorta motion relative to the cardiac motion. This measurement could be carried out with the conventional echocardiography. A preliminary analysis based on 23 samples, with 50 to 100 heartbeats per sample, confirmed the existence of this delay time. Also, a delay time of greater than 0.17 sec might imply the symptom of aorta stiffness. Secondary, after a comparison of 10 samples, the aforementioned delay time could be measured with TaransThoracic Echo (TTE) instead of TransEsophadeal Echo (TEE), in which the later is invasive while the former is not. Therefore, the discomfort of the patient and the risk of invasive operation can be avoided, making this new method more convenient and more common to accomplish. This method could also clearly discern some abnormal cardiac performance. A large-scale study with this method should be conducted in the future.

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讓氣體無所遁形的微小黏度計

本實驗在微小的測試環境下,以熱線風速計偵測壓縮空氣流經圓柱鈍體後方渦旋逸放的頻率,推導出雷諾數(Re) 與史卓荷數(St) 之關係。預期能利用有效雷諾數的概念,探討加熱圓柱流場的Re-St 關係,將25℃、50℃、100℃、150℃、200℃時的臨界雷諾數回歸成有效臨界雷諾數,導出Re 之分母---空氣黏度,以後便能以此不同環境溫度所對應之空氣黏度方程式,於各式環境下量得空氣的黏度。但因為在實驗中碰到了量測精度的限制,所以這個部份只有做現象的探討,並由觀測渦流逸放頻率發現到加熱圓柱確實可有效地穩定流場。未來也將會提高量測的精度,以期望能達到辨識氣體的效果。;The purpose of this experiment is to measure the vortex-shedding frequency while the compressed air flow over a cylinder by hot-wire anemometer and all of the experiment is set up at the small testing environment. By this way, we can find out the relationship of Reynolds number and Strouhal number. We expect that research the relationship between Re and St while flow over a heated cylinder by using the concept of effective Reynolds number. We can get the effective Re by curving fitting the critical Re at 25℃、50℃、100℃、150℃、200℃each and derive out the viscosity of the air. After this, then we can measure the viscosity of the air everywhere after knowing the viscosity with respect to the specific temperature. We only discuss the phenomena at this part, because the limitation of the accuracy of the instrument. We also observe that a heated cylinder can stabilize the flow field effectively by the vortex-shedding frequency. We are going to enhance the accuracy of the instrument and fulfill the gas identification.

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基層建設中鄉村聯絡道路之最經濟設計

現在政府正積極推動基層建設,其中一件重要項目便是建設鄉村的連絡道連絡道路網。在不考慮人文、地質的條件下,以數學的觀點來看,當然希望連絡道路網之全長為最小,而使工程費為最省。此在交叉路口建立人行地下道,或在部市內建築高架橋連絡網、地下水道等均希望連絡網的全長為最小。這些問題引發我們研究本文的動機--在一平面上,給定若干個定點,如何設計一連絡網,連接這些點而使速絡網之全長為最小。有關這問題,實驗課本第三冊、第五章中曾經提到,到三定點距離和之最小值的求法與結論。但我們發現課本所做的結論,無法適用所有的情況,而有待修正。修正的方法與結論,及如何利用這結論將三個定點推廣到一般的任意幾個點是我們要研討的問題。

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果燃油種

我們發現學校廚房的廢油處理管道都非常的少,我們想為它另開一條處理管道,最後發現學校的廢油可以和市面上一些可回收的植物渣渣混合製成廢油燃料。以下是我們探討出的結果: 一、燃料在進行基本燃燒特性探討的實驗中,廢油燃料燃燒時味道有其渣渣的香味,煙量也不多,大部分只有白煙和少許的黑煙,而且燃燒時間可以非常久,而同樣的體積市售燃料很快就燃燒完了。 二、在火光亮度的實驗裡,廢油燃料的火光亮度可達80流明,而市售燃料平均無法達到4流明,這證明著在需照明的夜裡,我們所製作的燃料可以用來取代一般市售燃料 三、安全性實驗中,我們實驗比較兩種燃料的安全性,發現酒精燈、酒精膏燃燒時打翻會使的整個桌面燒起來,而所有的廢油燃料在燃燒時被打翻後火焰仍不會擴散,有些還會順著風勢自然而熄滅,顯現出我們的廢油燃料比市售燃料安全許多。 四、問卷調查結果發現,大部分的民眾都了解市售燃料的危險性,甚至有高達95%的民眾支持我們的產品,也期望我們能做出一個環保、安全的燃料。我們還知道了大部分的民眾認為好的燃料須具備三種條件:一是安全性高,二是原料取自於自然,三則是使用時對人體無害。 經過了這麼多的實驗,我們覺得最能取代酒精燈及酒精膏的是加入咖啡渣和薑渣的廢油燃料,因為咖啡渣和薑渣在燃燒時不像紙屑或木屑等燃料會產生汽油味和較多的黑煙,咖啡渣燃燒時甚至會發出咖啡香,兩種燃料在燃燒時只會產生少許白煙,而那些白煙大多是無害的水蒸氣;兩種廢油燃料打翻時火勢都會順著風勢而熄滅,安全性極佳。

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乳牛瘤胃液消化分解與發電效益探討

此作品是以荷蘭乳牛的瘤胃液作為微生物燃料電池進行一系列探討,實驗主要包含四部份:牛瘤胃液中的微生物觀察、牛瘤胃液在不同受質下的產氣量分析、牛瘤胃液發電實驗和發電效益評估。產氣量分析的實驗中,觀察到以百慕達草為受質的總產氣量最高,然而澱粉較可持久產氣。在產電實驗中,使用自行設計的壓克力反應槽進行發電,實驗結果發現以過錳酸鉀當電解液、澱粉為受質及經過分層後的下層牛瘤胃液皆有較佳的發電效果。此外,使用日常中容易取得的稻桿亦有不錯的發電效果。在串連兩個牛瘤胃液電池後,可點亮LED燈,可顯出牛瘤胃液為一有潛力的微生物燃料電池能源。

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利用循環節位數作質數判斷與因數分解

壹. 本作品主旨在於利用將 1/n 化為循環小數後所得之循環節位數來作質數的判斷,並將n 分解成標準分解式。因質因數2,3,5 易於判斷,故本文所提的自然數 n 排除2,3,5 的倍數。 貳. 一. 1/n 化為循環小數後所得之循環節位數以表之,稱為『n 的循環數』。二.(K個1)能被n整除之最小正整數K即為,本作品以Excel 程式來求 K。 ?. 一. 若不為整數,則確定n 不是質數。二. 若 =1 或2,則確定n 為質數。三. 若 為大於2 的整數,本作品無法立即確定其是否為質數。 肆. 若經第?點處理,為一.或三.之狀況,可先將分解,再檢查小於或等於 的質數中,所有循環數為的因數者是否整除n ,即可判斷n 為質數或順利找到其質因數將之分解成標準分解式。

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致命的吸引力

本研究是經由甲醇、乙醇、蒸餾水、稻香米酒相互混合後的溶液,在不同濃度、溫度範圍產生毛細現象及表面張力變化情形,應用所觀察到的結果,利用厚毛細管自製研發「假酒檢測器」針對公賣局稻香米酒,作真假判斷的簡易工具。

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