第53屆--民國102年

台灣自來水公司統計分析，每人每年可分配雨量不及世界平均值的五分之一，加上氣候變遷，水資源更顯匱乏，節水是刻不容緩的事。家庭用水中馬桶用水是其大宗，現行馬桶大都以傳統兩段式沖水來省水，雖能減少小號的用水量，但常沖不乾淨且需多次沖水，要找出省水且能沖乾淨的裝置，便研發了馬桶救星。馬桶救星使用兩次落水來沖水，第一次落水是讓馬桶形成虹吸將糞便集中於排水口，再用第二段落水，徹底把糞便排出，使每一滴水都擁有最大髒污攜帶量，達成將馬桶沖洗乾淨與省水的目的。根據實驗馬桶救星確實減少現行馬桶的用水約20%，再以按鈕式操作使操作省力有科技感，因此使用馬桶救星能提升生活品質，更能為台灣珍貴的水資源盡一份力量。

本研究利用廢棄的豆渣，改良油脂萃取之製程，有效降低生質柴油之原料與製作成本。由相關文獻顯示，豆渣中的粗脂肪含量約17.34％，我們覺得有回收再利用之價值。我們想以較節能的製程萃取豆渣中的油脂。首先，豆渣最佳乾燥條件是105℃熱風乾燥4小時。接著，以自製間歇式震盪裝置，節能且有效縮短油脂萃取時間。此外，我們以自製的銅管冷凝裝置，可使正己烷回收率可高達98.36%，不僅大幅提高正己烷回收率，同時有效解決玻璃易碎及水資源浪費的問題。最後，我們將豆渣中萃取出的油脂，順利製造成生質柴油，由實驗結果顯示，廢氣測試值與其它柴油大致接近。因此，利用廢棄的豆渣製製作生質柴油是可行的。

「物理馬戲團」這本書有個實驗是，將水倒入捲成圓形的水管中，會流不出來，我們想研究這個現象。首先改變纏繞的水管圈數，發現上升水位會改變，而增加的高度與所繞圓柱體的直徑相等。改變圓柱體的直徑，發現圈數增加，上升水位也增加。而改變水管纏繞密度，則不影響實驗。將水管纏繞為橢圓狀，發現橫軸長改變，不影響上升水位高度；若縱軸長改變，則上升水位高度會增加。改變水管為波浪狀，發現影響上升水位高度的仍然是波浪垂直高度及波浪數目。 最後，探討過程中水管內產生的空氣柱，發現是導致上升水位改變的主因；而且，封閉空間的空氣柱，會符合波以耳定律。也證實，只要水管纏繞圈數夠多或纏繞的垂直高度夠大，的確會造成水流不出來的現象。

家中如果沒有陽台、或是因為陽台方位關係，很有可能沒有陽光的眷顧，再加上如果家中有養殖動植物時，每當全家要外出多日時，那些可愛動植物也會因疏於照顧，等回到家時，植物早已枯萎、魚兒因缺氧及缺乏食物而奄奄一息了。為了一次解決多個問題，本組決定以「無人自動化」、「環保又節能」為基本考量，希望能夠利用取得方便的回收資源材料、可組合拆裝模組及應用物理課程中所學陽光、空氣、水三元素來自動維繫基本動植物生命，並實際導入日常生活中來進行驗證，當題目進入到收集資料轉化成資訊時，我們發現到許多前輩們製作水利循環系統都是只有從上而下，浪費了部份水資源，於是本組在製作過程中，目標不僅是完成一個可長期由上而下小小水利系統，並接續可以同時完成由下而上水利循環系統。

槭樹種子的外表型態有常態分佈的現象，翅果常分布在1.08〜2.02公分，又以1.32〜1.56公分最常見，寬分布於0.22〜0.72公分，以0.32〜0.50公分為最常見。厚度的大小依序排列為：種子＞肋＞翅膀；肋的厚度大小依序排列為：肋前＞肋中＞肋後。重量分布於0.012〜0.046公克，以0.022〜0.032公克最為普遍。槭樹種子飛行的時間具有一定的規律性；我們把飛行時間大約分成四大類，分別是：啟動期、旋轉期、滯空期和飄移期。質量小的種子較質量大的種子能散播得遠，尤其是高度在100公分以上時較明顯。槭樹種子飛行時，除了種子本身的旋轉(自轉)外，種子亦繞著一圓心飛行(公轉)。

機械加工在工件夾持及刀具夾持方面，是兩大攸關成敗之課題，不論是傳統機械或是自動化機械，同樣要面對這兩大難題。工件或刀具夾持之穩固性及便捷度，是每位機械操作者必需克服及要求的。機械科一年級學生都要操作機械，而且都要參加機械加工及車床技能檢定。操作車床第一步是將車刀安裝於車刀架上，要墊高車刀對準工件中心，是很頭疼的項目，車刀忽高忽低、一墊再墊，就是差那一點點。向老師抱怨，老師的回覆竟是「那你去研究改進，說不定還可以申請專利」。到二年級上專題製作科目時，便仔細思考如何在不使用車刀墊片下，能快速將車刀對準中心，以提高工作效率，而且可以省下購買墊片之花費，希望藉此研究發明，能使將來學弟妹們，於操作車床時，不再有無效率之批評及遺憾。

本實驗希望藉由聲波的反射、共振、干涉、駐波等特性，來探討聲音滅火的原理。過程中我們從探討喇叭迴音孔的設計原理，進入亥姆霍茲共振(Helmholtz Resonator)的世界。我們具體的研究聚音器的特性，找出效率最佳的聚音器---讓聲音成為快速、有效、低成本、無汙染的滅火器。

本研究是以自然與生活科技領域中有關「植物的身體」和「植物根、莖、葉的功能」的單元為基礎，利用植物體內水向上輸送原理，找出鮮花保鮮條件、DIY染出漂亮的花朵及自製美麗的裝飾品。我們利用電腦、攝影機、白玫瑰、家裡常用的醣類、染劑、殺菌劑及校園常見的植物等材料設備，找出切花的最佳保鮮條件，並以自製的染色花搭配校園植物，製作花束及裝飾品，以達到經濟實惠及物盡其用的功效。

數獨，是一種有趣的推理遊戲，能讓我們排遣時間之外，也能活化我們的頭腦；這遊戲的玩法很多，網路上衍伸出多種變形數獨，研究開始我們就坊間目前流行的數獨原型來做探討；一般數獨的玩法基本上就是利用眼睛觀察，將每一個空格不符合的數字一一刪除，留下空格可能可以填寫的數字，再進行第二階段的推理，而第一階段的觀察、推理、刪除如果出錯，會造成第二階段推理的困難。而我們的研究團隊也找出在幾年前有人曾提出利用質數與值因數分解的方法來過濾可能性，所以我們這次就針對之前方法進行探討與改良，找出更加便捷的流程來輔助推理數獨。

本實驗首先取乳酸菌、酵母菌、AB優酪乳、生態池水當作菌種，使用葡萄糖、蔗糖、果糖當做營養液，觀測其放電電壓。發現無論哪一種菌或營養液，都可以發電，但是以葡萄糖當營養液的發電電壓最大。以自己培養的大腸桿菌來發電，發現最大電壓可以達到0.9伏特，循環營養夜持續發電22小時，電壓仍可維持在0.7伏特以上。改變燃料電池的造型，圓柱筒型電池，可以得知陽極碳織布的電極面積並非越大越好，且陰極的電極位置越靠近下層碳粉，放電電壓沒有改變，但是放電電流會加大。淺盆型的電池，電壓較小，也較不穩定。利用三個淺盆型的電池串聯，可以使LED燈泡發光4~5個小時以上。若利用大腸桿菌分解剩飯，也可以測到0.5伏特左右的電壓。