第54屆--民國103年

我們以水漩渦模擬颱風進行不同路徑的侵台實驗，以量化方式記錄漩渦生成時和侵台前暴風範圍變化。我們也利用兩個水漩渦模擬雙颱形成，實驗在不同距離及強度變化下，漩渦之間的相互影響。透過實驗我們有下列發現： 一、 路徑2、3、4颱風受到臺灣地形破壞較嚴重。 二、 路徑1、6、7颱風受到臺灣地形破壞程度較輕微。 三、 路徑5、8、9颱風受到臺灣地形影響居於上列兩者之間。 四、 颱風的氣流切入角愈大，受到地形破壞情形愈嚴重。 五、 沒通過臺灣的颱風，離台愈遠，受到破壞的情況較不嚴重。 六、 兩漩渦相距15公分時無法產生相互影響。 七、 兩漩渦相距10公分時，兩漩渦會以質量中心產生逆時針互繞，小的漩渦最後被併入大的漩渦中。

近十年降雨變異性增加，強降雨事件引發災害。本研究希望由異常海溫值預測異常降雨發生，以減少災害的損失。 分析 2003 至 2011 年臺灣 19 測站雨量分為 5 區進行統計，臺灣全區雨量以 7 至 9 月平均雨量、變異性最大，可能與颱風強降雨有關。除部分區域外 1 月雨量、變異性均最小，可能和冬季吹東北季風帶來乾燥空氣有關。臺灣附近海溫值，發現臺灣西南部海域變化較大，東南部海域變化最小；海溫以 6 月及 11 月差異值最大，可能與季節轉換有關。海溫距平標準差值則有逐年增加的趨勢。利用海溫異常預測降雨，經檢驗有 4 個情況完全正確預測臺灣異常降雨發生，可做為雨量預測的參考。本研究試圖找出強降雨發生時海面高度、海面風場特性，但並無共通特徵。

『火柴遊戲』(The game of Match)，一個中國最古老的二人遊戲，有人稱之為『筷子遊戲』(The game of Chopstick)、『拈子遊戲』或『尼姆遊戲』(The game of Nim)，在遊戲中，對戰的兩人可不斷的改變規則，並設法去找尋所謂的致勝技巧。但是其中最吸引人的就是『先取的人可以拿任意根火柴，但不可以一次取完，而後取的人所拿的數量不可超過上一人所取的二倍，同樣是取走最後一根火柴的人就獲勝』及『每次取的數目是1〜5根，先取的人不可以一次取完，而後取的人所拿的數量不可與上一人所取的相同，同樣是取走最後一根火柴的人就獲勝』。好奇的我們於是決定悠遊於火柴棒的遊戲中……。

我們已經知道，過飽和醋酸鈉水溶液可以產生結晶放熱反應，之後再利用過飽和醋酸鈉水溶液放熱特性，製作出了一些簡易的暖暖包，經過詳細的觀察後，測量出它的多種性質：不同過飽和醋酸鈉水溶液濃度與質量，它們分別的溫度、持久時間等。除此之外，為了要使自製暖暖包更迅速、更簡易的產生出結晶，所以我們便將長尾夾、髮夾、彈簧等各式各樣不同的觸發介質丟入自製暖暖包裡面，或是利用在袋外敲擊、按壓、音叉震動等不同的方式來使它產生結晶，並探討與延伸結晶之位置及結晶困難與簡單的程度。最終，我們期望能做出一個能重複使用、不會發生低溫燙傷、又可以維護大自然的自製暖暖包。

這篇研究，主要是在探討製作一部微型衝床的方法。我們利用學校實習工廠現有的機器，自行設計、自行配線、自行製作一部微型衝床，它的外型尺寸僅約15×19×29 cm，比市售桌上型衝床縮小了20倍，相當於一張A4紙的大小。另外，這篇論文也有針對衝床的類型、用途、安全防護裝置進行討論，並應用在微型衝床的設計上，內容包括微型化設計、曲軸設計、齒隙調整設計等等。這個作品，從構想到成品，我們皆在學校實習工廠完成，沒有委外代工，「動手做、做中學」，也是這個題目的特色之一。

學校附近地貌顯著變化，且日常生活中不同地表感受到溫度差異，欲探討不同土地利用型態與環境微氣候之關係。本實驗模擬都市常見七種地貌進行實驗，並選擇七個測站，分析地貌比例、七月日最高溫及日溫差。由統計人工、自然地貌及水體三者比例變化與溫度，探討地貌改變對環境溫度的影響。發現柏油等人工舖面升溫快，於夜間釋放能量加熱大氣，造成夜間維持高溫而日溫差較小。水體、植物吸熱後，部分能量以潛熱釋放減少對大氣加溫，日溫差較大，實驗結果亦顯示含水量越高，溫度上升較緩。此外，有無陰影遮蔽對地表加溫影響顯著，溫差可達30℃以上。地貌型態種類，地理環境，交通運輸等，均為影響微氣候之重要因素，可作為未來都市土地規劃之參考依據。

「致冷晶片」是種將電能轉換成（高溫與低溫）的設備，如果反向操作，致冷晶片內半導體材料會拉大其電位差，變成具有提供電動勢的發電設備，進一步研究自製一台靠太陽熱能發電的系統。 研究內涵： （一）瞭解致冷晶片其結構與功能。 （二）「溫差→發電」實驗，進行發電量之研究。 （三）進行白天與夜間溫差實驗，溫差時間加長讓發電量增加。 （四）設計出構造簡單、體積小、又能長時間維持發電的機構。 我們的研究重點是將太陽能蓄熱之熱水加至於致冷晶片的受熱面，在背面進行散熱，形成穩定的溫差進行發電。白天使用致冷晶片系統供電，晚上仍應用熱水槽內剩餘的熱水繼續發電，同時也達到24小時的供電系統。

本研究針對同為世界百大生態危害植物小花蔓澤蘭與香澤蘭進行水蒸氣蒸餾後，利用其蒸餾提取物及殘留物進行再利用研究。實驗發現，小花蔓澤蘭與香澤蘭的精油收率分別為2.32 mL/kg 及 1.48 mL/kg，每克精油還原力與總酚含量分別為13.56±0.90mg Vit.C、7.58±0.77mg G.A. 與17.65±1.28mg Vit.C 、21.48±0.67mg G.A. ；每克精油清除12.25%自由基相當於0.23克與0.52克維他命E；每克精油減少50%油脂中過氧化物能力相當於0.20克與0.19克維他命E，如此好的抗氧化活性可應用於天然抗氧化劑功能的使用。提取物可配製成驅避台灣鋏蠓的防蚊乳液可有將近4小時完全驅避時間；另蒸餾後殘留物也能成功應用於天然植物染及DIY手作紙。經本研究成功的讓原本摘除後只能焚燒的廢棄物有完全的利用價值，真正的讓『綠癌』生『綠金』。

以往魚缸換水都是將長長的水管裝滿水後，再將雙邊管口塞住後，一端放入抽水魚缸，另一端放入空的盛水槽中。通常這樣子要拿著長且重的管子換水，同時要將水管先完全裝滿水很不方便。本研究依據俄國物理學家Platonov所發明的『自動虹吸球Automatic Siphon Ball』，進行變因的探討研究，製作出一個簡單且排水高度、排水效果較佳的自動虹吸球。研究發現：管長越長、管口徑越小、球直徑越大、管內小孔位置越高、小孔越小、球下孔越小、水溫越高、球體深入越深的水面下，會有很好的汲水效果。如此只要將虹吸球綁上重物丟入水中，自動下沉後便會進行虹吸現象，將魚缸水抽完，十分方便。

隨著科技進步，人類對居家生活質要求提高，並強調智慧生活、快速便利與高品質，因此研製一套『智慧家庭語音控制系統』，利用語音 操控所有居家生活電器設備 (例如 :冷氣、電視、收音機、電風扇…等 )，本系統可同時啟動與關閉電器設備，透過各種介面(例如 :藍芽耳機、平板電腦、手機、網路、遠端監控系統…等)簡易操控本系統；經各類行動電子產品與週邊設備，以聲控、觸控與遙控居家電器設備，讓家中有行動不便者、盲啞人士(在平板電腦上貼點字薄膜)，享受優質生活品質。本系統可移植各類場所應用，例如汽車中透過語音方式，控制車內設備系統(音響、寫 E-Mail、接聽電話、衛星導航系統…等 )，可避免駕駛者手動操作造成分心發生意外事故。