全國中小學科展

第53屆--民國102年

拜拜的煙「掰掰」!

為了幫東隆宮的許伯伯解決問題,開啟了我們這一趟精彩的科學之旅,也讓我們從中學習許許多多關於「點香」這件事的知識,以下就是我們的研究成果一、廟宇排煙研究系統分類:工具型、建築型操作方式:人力操作、自然運作二、線香特性(一)燃燒濃度隨著線香枝數增加而增加(二)傳統香燃燒產生的濃度比無煙香多(三)寺廟的香檢測的結果歸屬於傳統香三、影響排煙因素(一)抽風機抽煙研究 1.天花板最佳,側邊抽風機離香愈近效果愈好 2.轉速快、風扇大抽煙效果愈好(二)排煙孔實驗 1.有抽風機排煙效果好 2.較高位置排煙效果好 3.大排煙孔排煙效果好 4.轉速快的排煙效果好 5.大抽風機排煙效果好 6.較多數量抽風機排煙效果好

君子“號球”

本次研究的靈感來自於2011年亞太數學奧林匹亞競賽初選考題中:「將10個箱子編號為1 , 2 , 3 , … , 10,另將10個球編號為1 , 2 , 3 , … , 10。今規定編號i的球只能放入編號1 , 2 , 3 , … , i的箱子 , i = 1 , 2 , 3 , … , 10。求恰有一個空箱子的放球方法數?」 此報告由原題向外延伸,運用「遞迴數列」與「排列組合」找出關係,從10個箱子空任一個箱子的總方法數,推廣到m個箱子空任n個箱子的總方法數,其結果與Euler's triangle相符。最後也將限制條件加以改變,包括奇偶數、改變球數與限制容球數,並討論其解法。

電池漆與電池紙

我們嘗試用乾電池裡的材料來製作方便攜帶又環保的電池漆與電池紙,先嘗試測量各物質的電阻以及其適合的溶劑,最後決定碳+松香水,電解質+水,鋅+膠水。用宣紙當鹽橋,觀察電壓、電流,雖然在A部分電流是測不太到的,但在B部分中加強了接觸面積後,電流也有明顯的提升我們嘗試用2B筆塗的碳紙當碳極,來接出正極二氧化錳所產生的電,並用氯化銨水溶液滴入濾紙來取代宣紙作為鹽橋,負極則用鋅片來代替電阻大的鋅粉,製成了新的電池紙,在碳紙部分也嘗試用了各種不同種類的碳紙來做比較,發現在2B 4B 6B筆塗碳紙中2B碳紙電壓最高,目前電流及電壓值在應用方面可以驅動小型電池錶以及小型電子車,未來將嘗試更多日常生活電子用品上。

運用ZigBee模組減少待機之節能研究

本研究以家庭電器用品設備互連組成ZigBee模組網路,並控制之以減少待機情況作為研究對象。先將家庭中各種電器設備依據其使用情況而加以「群組化」,分別是「短期出門」、「長期出門」、「永不斷電」三大類,並實際量測紀錄各種電器設備在未使用且處於待機情況下所消耗之電力,以供研討、統整應用於減少總待機用電量之節能效益。結果顯示利用門鎖的開啟與關閉來啟動ZigBee系統,進而控制「群組化家電」的待機情況有顯著的節能表現。在「短期出門模式」時,家電群組的總待機電力最多可節省約31元/月以及減少8.8 kg/月CO2的排放量。在「長期出門模式」時,家電群組的總待機電力最多可節省約132元/月以及減少37.2 kg/月CO2的排放量,亦可增加家庭的用電安全。

Let’s Play Dough——自製無毒黏土之研究

本研究主要在探討影響自製黏土的因素。由於擔心市售黏土是否有化學添加物?進而讓我們有自製安全無毒黏土的念頭。查資料時發現,大家寫的材料比例、作法都不相同,且都需再自行增添麵粉或水量,這讓我們感到疑惑,所以想用科學方法來測量,提供大家一個適合的比例與作法。我們利用自製的「黏度」、「延展性」與「柔軟度」裝置來測試黏土的性質,再將結果與市售黏土做一比較,並記錄黏土靜置後的情形,藉此判斷出適合的比例與作法。另方面,選出測試結果較合適的兩種自製黏土,與市售黏土一同進行問卷調查,以瞭解大家對自製黏土的看法。對照問卷調查的結果及實驗觀察的紀錄,提出建議的自製黏土比例與作法,讓大家可以安心享受玩黏土的樂趣!

放鬆「心」體驗-利用心率變異性探討音樂與精油按摩的放鬆效果

都市生活充滿著壓力與緊張,若能獲得真正的放鬆,那怕是片刻都能讓人得到紓緩並精神百倍。本研究目的為利用心率變異性探討音樂與精油按摩的放鬆效果。共有32位高職二年級女性受試者經過五種情境各10分鐘的放鬆體驗:1)聆聽放鬆音樂;2)頭頸按摩;3)頭頸精油按摩;4)頭頸按摩加上放鬆音樂;5)頭頸精油按摩加上放鬆音樂。實驗蒐集了受試者客觀心電訊號及主觀情緒量表資料。結果顯示:1)聆聽放鬆音樂、接受頭頸按摩與不從事放鬆行為情境下的放鬆效果相似;2)受試者接受頭頸精油按摩時產生的放鬆效果,較不從事放鬆行為顯著;3)聆聽放鬆音樂可以延續頭頸精油按摩帶給受試者的放鬆感受。本研究結果可供相關服務業者參考,讓人們皆能體驗最佳放鬆效果。

省錢!再省錢!螺旋燈管散熱之研究

常溫下正常使用的螺旋省電燈管平均壽命與包裝上的有一段落差,玻璃罩罩住的平均壽命也比常溫下的少很多。研究結果顯示燈管的螺旋內部平均溫度偏高,且與螺旋外0.50公分的溫差頗大;而燈管於溫度長期過高的環境或因螺旋內外溫差過高,燈管承受不住而破裂壞掉,為平衡螺旋內外溫度,使用最佳的2個螺旋節導熱片來調節溫度平衡,在封閉的實驗環境中,可將對流速率增加43%;此導熱片適用於正立的螺旋燈管,而倒立的螺旋燈管則可用小型的散熱風扇,兩者皆可將溫度控制在35℃以下,有效改善過熱及溫差過大的問題。

以HHT探討311日本海嘯對台灣各港的影響

本研究以希爾伯特-黃轉換 (Hilbert Huang Transform, HHT),來分析311日本海嘯對台灣各港的水位變動影響。利用HHT將各港驗潮站資料分解成數個本質模態函數 (Intrinsic Mode Functions, IMF),從中找出天文潮和海嘯影響的IMF。將主要的天文潮及趨勢線濾除後,可清楚看出海嘯影響水位的成份,進而分析各港口海嘯波抵達時間、振幅大小和主要頻率等。由 IMF 中可發現海嘯波來臨前海水水位退潮及急升狀況。此外,東部各港呈現出較為明顯的地震前導波(P波)所引起的高頻震盪波,與地震發生時間、P波傳遞速度、海水傳遞延遲及各港水位抬升時間都大致吻合,但較海嘯波到達時間大幅提前。上述研究結果,對瞭解海嘯波特性,將有所助益。

非柿不可-柿子加工品之研究

本研究旨在針對柿子加工品製作方法、柿餅發黑及真假柿霜辨別做探討。國內南部柿餅製作有兩種脫水方式:「低溫脫水」(使用除溼機)及「高溫脫水」(使用烘乾機),結果發現「低溫脫水」製成之柿餅再生皮較厚,口感較Q,而且成本較低。柿餅因含單寧會氧化褐變,研究發現酸性可減緩發黑,一般業者使用防腐劑正好是酸性,實驗中找出防腐劑的替代品—維生素C可減緩發黑速度,雖無法長期不發黑,但二天內可防止柿餅發黑。也針對真假柿霜進行分析,真柿霜分佈不均勻及結晶緊卡在柿餅上,幾乎不掉粉,且柿霜粉遇溼容易被溶解;而假柿霜為沾石灰粉製成,分佈均勻,凹陷的蒂頭也佈滿柿霜,假柿霜易掉粉、遇水較不容易被溶解。提供以上方法希望能夠讓大眾能「買得安心,吃得安心」。

資安小尖兵-網路超量連線預警偵測分析及探討

將電腦網路連線服務先分為不當入侵、一般需留意的服務,以防火牆篩選連線紀錄匯入資料庫,再進行統計、分析。對於外部不當入侵可立即放入警報項目,而內部對等式網路(P2P)或電腦蠕蟲/殭屍網路(Computer Worm/Botnet)若超過設定的上限值才列入警報項目,區域內電腦則以警報觀察平面圖立即觀測遭攻擊或故障電腦位置。網路管理時可利用警報資訊即時採取措施,對於超量網路連線異常可提早發現,達到資安預警,未知的網路異常在經過新的防火牆紀錄設定後,可快速加入統計,提升防制時效。