第54屆--民國103年

此研究的主要應用在於提升表面導熱的效率，在一般的發電機中，水蒸氣重新冷卻需要藉由一導熱裝置，而在冷卻水蒸汽的過程中，水蒸氣會凝結在此導熱裝置的表面上，在表面形成一層水膜，阻礙之後熱的傳導，使導熱效率降低，我們的研究顯示當兩極小水珠在超疏水表面(接觸角>140°)上結合時，水珠的表面能會下降，造成多餘的表面能轉為動能，使水珠跳離表面。如果利用此現象應用在導熱裝置上，使水珠不易附著在導熱裝置上，便能提升裝置的效率。我們主要研究此水珠彈跳現象發生的條件；此外，我們將兩水珠結合之間的作用力做分析，並考慮水珠的帶電，建立整個水珠彈跳過程的模型。

驗證網路上流傳的三種方法(電解、磁性有無、外表光澤)檢驗不鏽鋼中錳含量高低的可行性及準確性，並找出更簡便安全的檢驗方法。經實驗驗證發現: 一、無法以外觀或光澤程度分辨是否為200系列的不鏽鋼。 二、無法利用磁性判斷不鏽鋼的種類。因為具有磁性的不鏽鋼為400系列，但200和300系列的磁性都很弱，利用磁性無法分辨出兩著的差異。 三、電解法可以檢測不鏽鋼是否為含錳量高的200系列。 四、經實驗後得知使用5%硫酸的硫酸溶液，利用家中常見的吸水性的材料(如衛生紙、化妝棉….)直接以9V電池進行電解即可進行檢驗。 五、考量方便性及安全性，我們也設計了OK繃不鏽鋼檢驗片，減少接觸硫酸的機會和硫酸使用量，操作更安全。

本研究預期利用飼養甲蟲達到轉化廢棄太空包木屑，進行較傳統堆肥化方法更快速且更安全的堆肥技術，綜合歸納結論如下： 一、 以每日進食200公克的毛象兜蟲為例，3 萬噸被淘汰遺棄的太空包廢料可供約41萬隻毛象兜蟲一年食用量，並獲得2萬4千噸的轉化堆肥。 二、 甲蟲幼蟲腸道系統中的消化液偏鹼，其排泄物可將一般因有機質分解所造成的土壤偏酸的問題達到改善的效果。 三、 甲蟲轉化後的太空包廢料，其保水力與市售培養土之間並無存在太大的差異，甚至可能優於培養土，顯示仍有進一步探討的條件。 四、 甲蟲轉化後的廢木屑肥份要遠高於市售培養土，顯示甲蟲轉化後的廢木屑值得進一步評估作為一般市售培養土的替代品。

「廢電池」的電壓已不能讓原有電器正常地使用，但其實裡面還是留有電力。因此我們想要探討如何有效地取出這些能量並加以利用。 先分析「焦耳小偷(Joule Thief)線路」，接著討論影響榨出電力的因素，如線徑、線圈數、繞法、鐵芯大小與形狀等。結果發現增加線圈的圈數、適當的疊繞在鐵芯上可以進一步提高電壓，振盪頻率與責任週期也會同時受到影響。 我們創作出「整合型廢電池電力榨乾裝置」，實際回收廢電池並榨出電力。接著發現一顆廢電池約可榨出六百多焦耳的能量到超電容裡，經我們測量的機械效率反推可知，廢電池的電力應該還有兩到三仟焦耳之多。 這些榨出的電力未來可以應用在耗電功率較低的綠能電器或是透過「假電池」的設計讓廢電池起死回生。

我從臺南市嘉南療養院旁的水果園露頭上採集了許多貝殼化石，也到臺南龍崗海邊觀察海浪沖擊沙灘上的泥砂，也採集現生貝殼和挖掘地層中的泥砂。從觀察臺南龍崗海邊採集的泥砂特徵，以及在實體顯微鏡觀察貝殼及有孔蟲，和嘉南療養院旁水果園中的泥砂、貝殼和有孔蟲化石相比較，發現有許多相似的地方，都是屬於淺海環境。這與相關文獻中相吻合，同時證明水果園在5800～7200年前是海岸沙灘環境與現今的龍崗海邊有著相同的生態環境。

本實驗創新之處為不耗能的自然抽氣都可以達到需耗能的強制抽氣效果。為了證明抽氣會減少邊界層厚度而降低阻力係數，進而達到減阻的效果，我們做了以下實驗：壹、在不同風速(wind speed)下觀察圓柱細線擾動的位置，比較層流(Laminar flow)和紊流(Turbulent flow)分離點的位置，當風速愈大時，分離點往前緣發生；貳、利用不同風速比較光滑圓柱、自然抽氣(Natural ventilation)圓柱和強制抽氣(Forced ventilation)圓柱之下的圓柱阻力，並分析阻力係數(Drag coefficient)差異，發現強制排氣小孔圓柱(加引流孔)是五組中阻力係數最小的，實驗證明強制抽氣加引流孔減阻效果可達三成多。

本研究最主要目的是:探討溫度、鹼性、溶劑、KI對H2O2(aq)分解反應的影響。兩種方法收集氣體並交叉比對數據。總結實驗重要結論如下： 一、 溫度固定下，不同濃度NaOH對不同濃度H2O2分解產生的總壓力均為：2M>1M>0M；但是高濃度NaOH對不同濃度H2O2分解產生的總壓力均為：2M>4M>8M。 二、 25℃下，對KI分解H2O2(aq)反應產生O2，速率較易實驗及觀測。溫度：0℃、25℃、50℃、75℃，其產生O2的速率(單位: mL / min)依序為:0.46、29.4、40、167。 三、 在不同酸鹼度對KI分解H2O2(aq)反應氧氣產生總壓力及產生速率，均為酸>微鹼>鹼；而且KI與雙氧水反應pH值則是迅速的上升大於7，最後呈微鹼性。 四、 H2O2氧化KI比例(%):原始數據(0.09)>礦物油(0.08)>正己烷(0.04)。H2O2自身氧還比例(%):原始數據(97.3)>礦物油(94.46)>正己烷(94.25)。

本研究欲探討不同材質對於電磁波訊號之阻隔情形、不同發射器之訊號穿越金屬網時所產生的差異、以及不同類型金屬孔隙對於電磁波傳遞所造成影響。從實驗結果發現： (一)鋁箔紙及鐵片等金屬物阻隔Wi-Fi電磁波效果很好。 (二)偏光片為塑膠材質，無法有效的阻隔Wi-Fi電磁波。 (三)波長愈長之電磁波訊號，在穿越狹小縫隙時，訊號愈容易往兩側分散。 (四)金屬柵欄愈稹密，Wi-Fi電磁波由中央往兩側下降的幅度會愈緩慢。 (五)電磁波的電場振盪方向與金屬柵欄互相垂直時，會產生繞射現象。 (六)Wi-Fi電磁波穿越孔隙與波長相近或略大的金屬柵欄時，會產生明顯強弱相間變化。 (七)Wi-Fi電磁波穿越直徑相近或略大於波長之圓形孔洞時，在垂直於電磁波振動方向會繞射條紋。

我們可以看到新聞上時常有很多地方在舉辦彩色路跑，路跑增添繽紛色彩雖然有趣，但在環境與健康的考量下，也讓人產生疑慮，這樣會造成環境污染嗎？對人體會造成傷害嗎？ 透過驗證過程，首先我們調製不同顏色、濃度的色素水，用來澆淋植物後，觀察色素對植物是否有影響；將彩色路跑粉末撒在豬皮、豬肝上，觀察路跑粉末對人體是否有影響；另將路跑粉末撒在棉布及水泥塊上，觀察路跑粉末對環境有沒有影響。 經過一段時間的實驗，我們發現路跑粉末，除了將皮膚、衣服、植物的根和莖染色，對環境也容易造成汙染、不易清理。所以我們也許可以藉由此實驗結果，提倡只要「健康路跑」不要「傷害」，確保一個永續經營的環境。

本篇研究主要探討角速度相同的數個簡諧動點之質量中心的軌跡。我們先從兩分別在不同線段上做簡諧運動的動點 P'、Q'之中點M出發，觀察並研究出其軌跡範圍，接著推導出其軌跡方程式。同時進一步分析不同線段相交情形之間的關聯性。另外我們討論 P'、Q'有權重的情況，此時M為P'Q' m:n內分點，發現結果與中點情況十分類似。 接著，我們研究三個動點的情況，觀察三動點重心的軌跡圖形，進而推廣為k個動點，此外我們也做了初步的三維推廣。