第53屆--民國102年

水滴滴落液面的同時，水滴除了會產生漂浮之外，你是否可曾想到『水滴會產生至少兩次以上體積縮小的不連續現象』，如圖二。我們想知道，為何液滴不是一次就被吸附進入液面？而是在吸附進入液面時，會產生這種多次不連續性體積縮小的變化現象。我們實驗過程採用高速攝影機來觀察這個有趣的現象，實驗發現，液滴的表面張力、液滴滴落的高度、液滴體積的大小等，都會影響液滴是否產生這種不連續性的體積縮小現象。當表面張力越小，如酒精、洗碗精水等，液滴不僅會產生漂浮，而且在吸附進入液面時，產生至少兩次不連續性體積縮小的機率都達百分之百。而且，隨著液滴滴落高度的增加以及液滴體積越大時，產生至少兩次不連續性體積縮小的機率隨之下降。

本研究係針對藍牙遠端控制程式進行探討與應用。利用手機藍牙遠端控制延長線之插座電源獨立開／關或一次全開／關。本研究主要功能如下：一、利用手機藍牙遠端控制插座開／關，免除插拔插頭及切換延長線上開關之麻煩。同時避免因頻繁插拔插頭造成插座損壞及插拔過程中潛在的危險。二、系統設置一總開關，可一次控制所有插座開／關。同時各插座分路亦可分別獨立控制開／關。方便使用者操作。三、研究顯示，一般家電在不使用情況下，若未拔下插座亦會造成電能流失。本作品藉由更便利操作行為，養成使用者隨手關閉插座電源習慣，節省能源。四、硬體建置完成後，若欲增加插座功能，如定時開／關功能等，僅需修改手機APP程式即可，大大增加本作品功能性與便利性。

在此次的研究中發現到榕果果腔中生長有長花柱雌花、短花柱雌花(癭花)及雄花。而且在 果腔中總共發現了六種雌、雄榕小蜂，其中的 Eupristina verticillata 雌、雄蜂與榕果是互 利共生，其餘五種榕小蜂與榕果是寄生關係，而且Eupristina verticillata 雌、雄蜂在果腔中的數量最多，是生存優勢族群。觀察到榕小蜂會在雌花的子房中產卵，形成蟲癭，因為各種榕小蜂的身長皆「顯著大於」蟲癭子房的長度及寬度，所以榕小蜂必須捲曲著身體， 才能藏身在蟲癭中。並且觀察到雄蜂間為了能與雌蜂交配，會有爭鬥的行為，更是發現了 雌蜂必須靠雄蜂咬破蟲癭，才能離開蟲癭。

本實驗主要在探究運用風力轉動貼有強力磁鐵的排風球，感應電動機發電的可能。實驗分為兩部分：一是感應線圈的探討，得到以垂直於磁鐵的方向進行感應、感應線圈與磁鐵距離越近、導磁棒越粗、漆包線圈數越多、漆包線纏繞位置越接近磁鐵、感應範圍越大發電效果越好。而轉速夠快時，磁通量大，較粗的1mm產生的電流最大。轉速較慢時，磁通量小，同樣匝數1mm粗的漆包線因為使用長度長，內電阻大，因此產生的電壓反而比0.5mm小。另一個探究內容為磁場變化：得到磁極以NSNS排列、磁鐵感應面積越大、顆數越多磁力越強效果越好。經過一連串實驗，我們運用最佳結果設計出來的作品，接上4.5V的LED，可以產生13.1672V的電壓、184.812mA的電流，如果接上蓄電池，實際被運用的可能性極高喔！

實驗之初觀察水芙蓉的形態特徵和生長環境，發現：水芙蓉偏好在春夏生長，秋冬有落葉情況，且水芙蓉具有高度的環境適應性，會隨環境水深調整根部長度，以穩定植株平衡。若將水芙蓉沒入水中，並將根埋於土壤，會有斷根浮出水面的現象。水芙蓉的密度在葉片為0.38 g/cm3，根部為0.92 g/cm3，這樣的因素使葉片可以產生較大浮力；而根部可以穩定平衡植株。從本研究結果得到：浮水時間與葉片重量與長度有高度正相關，翻正時間則與根部重量和長度均有相關。進一步研究較大的樣本發現，當無根狀態時，浮水時間反而比有根狀態慢，且無法順利翻正，這說明了水芙蓉的平衡機制葉片和根部的影響缺一不可。

在電費日趨上漲的今天，「節約能源」對大家來講無非是必要的事，本專案嘗試利用目前智慧手機APP 的實用功能，以及單晶片微電腦等，探討設計一個「智慧型遠端用電插座系統」，並提出一個有效達到節省用電量以及監控用電狀況的解決方案，本專題探討穫得以下結果：一、利用現有智慧型手機，搭配如插座般的硬體模組，使用於家電的控制上，是方便可行。二、硬體模組可順利與家庭的電源系統及插座相容，居家不須做大幅度施工改善電路工程。三、針對往後新建大樓房屋的電器配線及明線或暗線插座皆可很容易的搭配使用。四、藉由我們所開發產品，使用手機即可容易完成對居家電源進行如拔除插座一樣的隔斷電源動作。

農田雜草對農民來說，常是令人頭痛的事，但是我們轉變方式，將具有藥用功能的雜草，融入手工皂中，開發出藥用植物皂，並與市面販售的高價天然或有機的植物皂做比較，發現在起泡度與清潔度的品質皆不遜色，藉由這些藥用野草植物都是農田中常見的雜草，可開發出具經濟價值的商品，增加農民的收益，也扭轉傳統上對於雜草的印象。

我們利用影響水中溶氧量的主要原因有：溫度、壓力及液體的亂度。因而自製一台增加壓力、減少水亂度的『高溶氧機』。高溶氧機的製造方式，是利用抽水馬達在抽水的過程中，我們在馬達前方的水管上加裝了一支氣體流量計，利用氣體流量計的進氣口吸入少量氣體經壓力瓶的加壓及減壓閥的釋壓使氣體擴散之後，即可得直徑小於0.5 mm之細微氣泡，其氣泡相當細膩的在水中均勻擴散後使得水變成牛奶般的雪白。而加裝氣體流量計的用意除此之外，還可調整進入的氣體量，以達到最高的溶氧效果。此高溶氧機由於摒棄傳統以空壓機打入空氣之方法，不但減少設備的佔地面積，在管理及維護上也相當的方便，且其所產生出來的微小氣泡更能均勻的分布在水中，也就因為它的氣泡非常的微小且均勻，因此使得它在水中的停滯時間長達十多分鐘以上。總而言之，高溶氧機的優點有：一、省電省金錢：傳統打水車三分地需就用到四台打水車，而高溶氧機只要一台就搞定它。二、水中溶氧大大提高：養殖池溶氧量增加一倍，與打水車相較溶氧量增加約 100%~200%。三、節省能源：超級微小氣泡，在池底多停留 20min，可增長溶氧時間，節省大量電費。四、安全可靠：以水的流速吸入空氣，所以壓力不會超過最大出水壓力，沒有爆裂的危險。五、增加漁獲量：適合魚蝦養殖的底棲息性，避免害菌滋生、活化水資源、減少魚蝦得病率、大大降低魚蝦之死亡率，因而提高漁民的漁獲量。

本研究以風洞穩定輸入麵粉模擬灰塵來探討樹滯塵力。製作各種模型，可控制其他變因，並分別比較樹型、內部結構及葉形如何影響滯塵。研究發現迎風面積、乘載空間及擾流情形是主因。棕櫚型可擾流，迎風面積大，故滯塵力最佳。依實際植物組合葉片種類、總葉柄及小葉柄著生角度三因子，發現滯塵力都不同，其中總葉柄著生角度影響最大，因總葉柄控制整個葉片。各葉形中，圓形面積最集中，故滯塵力最佳。葉片質地方面，紙質表面粗糙，易卡住灰塵，上有附屬物更佳。本研究比較各類別的滯塵量，換算成相對百分等級，可量化評估各樹的滯塵力，並分析主要滯塵的原因。結果可做行道樹選擇的依據、樹木修剪的參考，減少灰塵入侵。

本研究以實驗方法觀察受聲波激擾的噴流之等溫流場特徵及燃燒火焰行為，探討聲波激擾對噴流的混合特性及燃燒性能之影響。使用熱線風速儀量測聲波激擾引致噴流出口速度振盪的特性；應用流場可視化技術，觀察噴流的流場特徵；藉著量測噴流之側向擴展寬度，比較噴流受聲波激擾之前與之後的混合與擴散特性。最後，丙烷作為噴流的流體，點燃噴流形成燃燒火焰。觀察燃燒火焰的顏色與外觀尺寸變化，探討聲波激擾對燃燒噴流的燃燒性能之改善。結果發現聲波激擾噴流時，藉著「回吸預混」、「渦漩形成、演化、捲入、破碎」與「紊流增強」效應等物理機制，有效提升噴流與週遭空氣的混合與擴散特性，因此，在實際燃燒噴流的工業應用，可以明顯的提升燃燒效率。