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第56屆--民國105年

水中魅影 – 蝦子後抽運動機制之研究

我們想要探討蝦子後抽運動的表現,以及與體型變化的關聯性。我們利用攝影機高速攝影的功能,拍攝蝦子後抽運動的畫面,並利用軟體轉換成動作分解圖,以獲得運動時的形態變化量值。結果顯示蝦子的體重與體長,分別於彈跳角度、位移距離無關聯性,但是體長與最大速度有正相關;體節寬度對速度的關聯性,以頭節寬度的影響最為明顯;體節擺動以第三體節與尾節的彎曲變化,與最大速度有明顯的相關性,我們推測蝦子的運動應該是藉由增加對水的推力與減少對水的阻力,來提升水中游泳的速度。蝦子若有進行連續第二次的後抽運動,則主要是擺動尾節為運動推力,而速度較第一次低,不過能量消耗可能也比較少。

偵煙感熱啟動電磁閥灑水系統

一般地下室或公共空間,為防止火災的發生,都會安裝有自動灑水(或另加泡沫)系統,當遇到火災發生初期時,如現場有人發現後,可由人工方式,即時開啟該區塊設於牆壁上的手動啟動閥門開關,該區塊的消防主水管一齊開放閥閥門會打開,主水管內的壓力水會經灑水頭噴出,主水管內的水壓下降,會促使控制室內的壓力開關動作,或主水管的水流會促使水流偵測器動作,使得控制抽水機馬達啟動,繼續將水槽內的水送出,到灑水頭噴出滅火;如無人即時發現火災時,等火勢起來後,現場處於高溫或煙霧濔漫後,一般會安裝有溫度感測爆破型玻璃球閥,由玻璃球閥爆破代替手動啟動閥門開關,促使一齊開放閥閥門打開滅火,這些是常見的火災自動灑水系統的運作模式。

±10℃的秘密

廢棄乾電池之碳棒可為惰性電極之材料,鋅殼材質可當作一般鋅片使用,電解質經純化過程所得之錳氧化物,與一般實驗室之二氧化錳對雙氧水之分解催化能力相當。以電子天平連接電腦紀錄重量隨時間之損失量可用來定量一些化學反應之反應速率。反應溫度每升高10℃,則反應速率增加2倍之說法有活化能大小及溫度適用之限制,利用阿瑞尼士方程式可計算出MnO2催化H2O2之活化能值約75 KJ/mole,鋅片加鹽酸活化能為60KJ/mole,大理石加鹽酸之反應活化能值41 KJ/mole。碘鐘反應微量化實驗有其實際執行上之困難,而以改良型光敏電阻實驗可得到此反應速率定律式為r=k [IO3-][HSO3-][H+],且該反應之活化能為34.7 KJ/mol,而在溫度20.4℃升高至29.4℃時,理論與實驗皆證實其反應速率增加為1.5倍。

「茭」糖釀的酒-探討以茭白筍殼製作生質酒精的可行性

茭白筍種植為埔里重要產業,剝除下的筍殼常被棄置路旁造成汙染。本實驗以茭白筍殼為材料,探討其組成,發現因水分含量達85%,無法像稻草燃燒才被棄置路旁,因含有菰菌無法以細菌分解成醣類,故將乾燥筍殼添加無機酸水解後形成還原糖,並探討經由鹽酸、硫酸在不同濃度下水解情形,結果發現,在鹽酸1M加熱30分靜置一天冷卻後,其水解量可達50%,加熱處理以微波爐加熱提升反應速度,微波爐以小火加熱5分鐘後,再以大火加熱5分,可達到還原糖最佳(29.32%),將處理後的糖類發酵一週後以蒸餾器蒸餾出酒精,初蒸可得3%酒精,經由3次蒸餾可達50%,並將剩餘酸性濾液以廢棄牡蠣殼處理,可達到節省成本、廢物再利用的效果。

水塔超人震得住-液體阻尼器的防震研究

本實驗研究結果發現:(1)以不同形狀容器來實驗,以圓柱體容器阻尼效果最好。當容器固定為圓柱體且改變容器內液體高度來實驗則發現,有控制重量時以液面高度6.5公分阻尼效果最好,當無控制重量時以液面高度為8公分阻尼效果最好;若以不同直徑且液面高度相同圓柱體來實驗,則直徑15公分阻尼效果最好。(2)以不同大小孔洞及不同層次來實驗,即在圓柱體容器內加裝不同層次的孔洞隔間,則以孔洞0.2公分×0.2公分的三層隔間阻尼效果最好。(3)若在建物上方懸吊不同長度,相同重量的懸吊質塊來實驗,擺長的週期越接近震盪器的週期阻尼效果最好;但若擺長固定,改變懸吊質塊的重量,則以質塊越重的阻尼效果最好。

泡泡面面觀

影響泡膜強度因素:1清潔劑濃度 2添加物極性 3 添加物H+濃度 4添加物分子結構 5 添加物礦物質濃度 6溶液、環境溫度 7 泡泡大小 8 泡膜厚度。 泡泡越大,泡泡內壓越小,泡膜膜壓越小。 相同大小兩泡泡相連,半徑不變,總寬度縮小為0.8倍。體積縮小,壓力增加, 大小不同兩泡泡相連時,小泡泡半徑變大,交界面凸向大泡泡,小泡泡內壓大於大泡泡。大泡泡再吹大,小泡泡半徑也變大,交界面半徑變小。小泡泡的半徑為R1、大泡泡的半徑為R2、交界面半徑R,其關係式接近(1/R)=(1/R1)-(1/R2)。 兩相同大小的泡泡合併時,泡泡越大、礦物質濃度高,合併機率高。 泡膜虹彩顏色越鮮豔,膜強度越強,膜越厚,泡泡不易破。

風起,再造飛機去追風

探討飛機升力由白努力定律主導或是康達效應主宰。煙流實驗得知:攻角過大時氣流將不再沿著機翼向下,造成升力減弱;由不同型態機翼實驗,發現機翼上方的起伏雖不同,但均隨機翼與風向間夾角漸增(0 ~20度),升力漸增;而平面機翼最大升力則是出現在攻角10度時,攻角過大則升力陡降,且其升力最大值均較上方有起伏的機型更高,我們由此推估,康達效應對機翼升力的影響應較白努力定律更為顯著。由改良之紙飛機,發現將紙飛機的尾部上折一反角,便可造成機頭上仰的力,藉由康達效應造成之升力,即可讓紙飛機達最佳化之飛行結果。 我們從機翼實驗的各項變因探究,到實際應用在飛機的飛行表現上,皆發現康達效應在確實是主宰飛機升力進而影響飛行。

讓arduino來做資源垃圾分類

隨著工商業的進步與人口的增加,物質生活不斷提高,使環境汙染問題日趨嚴重,引發世界各地漸漸開始重視環境保育並向人民推廣垃圾分類的重要性,使回收率上升。 為什麼垃圾分類這麼重要?因為現在的垃圾處理大部分採用焚化或掩埋方式,若垃圾未經分類或分類不當,焚化爐容易阻塞、故障並會縮短操作年限,如果將垃圾確實分類,不但可延長焚化爐壽命,也可減少垃圾產生量。但觀現代許多人即使有垃圾分類的觀念,卻常沒有徹底做好分類,例如:學校內紙包裝飲料盒與鋁箔包飲料盒混在一起丟在回收桶。我們觀察到大部分可回收垃圾上面均有條碼,因此本研究試著建立條碼與資源類別關係資料庫,並利用條碼來自動將垃圾做資源分類。

純天然農藥-印度梨型孢真菌的探討

Piriformospora indica 為一支可被獨立培養的植物根部共生菌,在農業上有極大的應用價值。然而,活體需要每月繼代,十分麻煩,而冷凍乾燥的P. indica保存時效比活體長,具有共生能力,輕且易碎、容易生成粉末,不管是學術用途價值還是實際應用價值都極高。冷凍乾燥的P. indica於Kafer活化六小時效果最佳,然而以水活化六小時最為實用。P. indica的孢子更可比一般真菌承受溫度較高的熱應激。但是,P. indica並不是完美真菌,雖然學術界目前都回報P. indica的優點,然而本研究發現其有可能負面反應,在將來開發為生物農藥時需要多加注意。本研究也同時發現P. indica對於青枯病原菌的抗性,增添P. indica的研究價值與外來用途 。

多方塊的塗色問題

在本篇研究報告中,主要討論一個關於多方塊的問題:給定一個多方塊,試找出n的最小值使得在無限大的棋盤上,可以塗上n種顏色並且使多方塊沿格線無論如何放置,都不會蓋到重複的顏色。一開始先以V形三方塊的情況開始討論,之後將單方塊至五方塊的所有情況都有系統地討論完畢。 為了給出顏色數的估計,考慮同時適用於所有k方塊的情況。也就是說,要找到一個塗上n種顏色的無限棋盤使得無論任一個被選定的多方塊怎麼被放置在棋盤上,都不會覆蓋到相同顏色的格子。本篇研究成功地給出了此問題的精確解。 除了上面一種估計之外,本篇研究也考慮了矩形多方塊的顏色數,並試圖以之給出所有多方塊所需的顏色數之上下界。