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高級中等學校組

人行道透水磚以碎玻璃與環氧樹脂取代水泥系材料之可行性研究

現因都市化影響大多使用不透水鋪面,該鋪面會使降雨無法滲入土壤,積水問題不斷發生。透水磚即是透水性鋪面的一種,其鋪面可達保水、透水之效用,亦可降低都市河川洪患。 本研究以碎玻璃作為粒料,以環氧樹脂添加玻璃粉作為黏結料,經各項實驗後獲得之透水磚其合理透水係數介1..405x10-2~3.021x10-2cm/sec,孔隙率介於6%~30%,抗壓強度介於53.2~129.6kgf/cm2。在實地測試,在每平方公分一小時可以流過1700cc,遠大於豪大雨的500cc,可減少地表逕流量,使災害降低。 本組所研究高透水性之透水磚具美觀且能讓整體環境增加透水率,在暴雨時也不會使人行道積水,同時達到雨水回收及基地保水之功效,也可讓國內外的廢玻璃達到有效的利用。

音調的迷思-長笛管中駐波模式之探討

本以為:音調的高低取決於基音的頻率,泛音數目與強度決定音色(音品)。吹長笛時發現,有些音ㄧ樣的指法,但用力吹時會是高八度。本實驗結果更正「演奏樂器聽到的頻率是基音頻率」的講法。管樂用力吹時,泛音強度會大於基音,而聽到以泛音頻率為主之音調。長笛一端封閉且從側邊孔吹氣,那駐波的形式又是如何呢?是開管模式還是閉管模式?藉著不同規格的壓克力管,測量兩端開口、短邊封閉或長邊封閉的各種情況下之吹奏頻率,歸納出令人訝異的結果:長笛一端封閉但駐波卻是兩端開管模式。我們對於這種結果也做了推論解答,這種駐波模式也能解釋為何高八度是兩倍頻率的發生,為何不符合一端封閉的管之第一泛音頻率是基音頻率的三倍。

小型水力發電系統之設計及實作測試

本研究係針對一台「小型水力發電系統」進行設計、實作及測試,係以一具三個水龍頭之洗手臺為架構,並於前述水龍頭分別安裝直流及交流兩類發電機,並分別於其輸出電路安裝穩壓裝置及3C產品插座,而能此本創作在具備水力發電功能下,仍然可做為洗手台使用。本作品已依沉水馬達抽水實測結果顯示:開啟交流發電機發電(接燈條)時之電壓5.1伏特及電流0.16安培,開啟直流發電機發電(接手機)時之電壓5.03伏特及電流1A。

節能路燈行車安全系統

本研究利用車流量顯示器、車輛檢知器、車輛進入道路檢知器、車輛離開道路檢知器及路燈控制模組,製作完成一套『節能路燈行車安全系統』,本系統之主要硬體裝置,採用ATMEL電子公司,所產生之單晶片微控制器(ATMEL AT89S52)作為中央處理模組,其設計方式及硬體架構,將於文中詳加說明,該系統之主要軟體採用組合語言撰寫的,其設計方式及軟體流程,亦將於文中詳述,利用車輛檢知器、進入道路檢知器、離開道路檢知器、計數器、車流量顯示器及路燈控制模組,以達到節約能源自動路燈控制最佳化。

大珠小珠落玉盤~大型場館安全避難研究

本研究採用串珠模塊法,並將不同類型的人群濃縮為基本單元(模塊),並根據人流、門流,透過估算人潮流量通過節點所需時間,撰寫估算程式。旨在推估大型展場之疏散時間。 結果是:若以21600人、三層看台、四區一梯、長短邊有五及三門的巨蛋展場,並採垂直分流設計,將可執行安全疏散。 在本研究的巨蛋球場格式下,只要各分區人潮不重疊,人在看臺上移動速度會是影響安全疏散的關鍵。本研究推論:能安全疏散的大型展場設計標準是垂直動向獨立、每400人一個梯、大門出口前的緩衝面積必需足夠。 若要擴大展場的總容納人數,只需要微調距離參數以及模塊的參數,即可繼續推估不同規模的展場疏散情況。

果皮資材之再利用─水果纖維作為醫藥原料的探討

本研究挑選四種臺灣常見水果,分別探討果皮纖維及果皮甲醇萃取物再利用的可能性,期許提升農產品廢棄物之價值及改善肥胖問題。經體外測試及動物實驗發現:柚子皮纖維和菱角殼纖維吸附植物油及豬油能力均良好,未來極具開發為減重相關之保健食品的潛能。另外分析果皮甲醇萃取物之總多酚含量,並進行清除DPPH自由基與抗發炎能力等測試,結果顯示:果皮甲醇萃取物中以菱角殼與柚子皮所具有的多酚類抗氧化物質最多,且這三種果皮清除自由基能力以及抗發炎能力良好。其中菱角殼在多項試驗結果均有最佳表現,若能與有機農法結合發展,不僅能將果皮再利用,開發成相關保健食品,更能提升果皮經濟價值、兼顧生態環境保護。

以形態特徵探討台灣產微安蛛屬(安蛛科:蜘蛛目)之親緣關係研究

本研究針對台灣特有種之安蛛科(Anapidae)微安蛛屬之蟎微安蛛(Enielkenie acaroides Ono, 2006)進行親緣關係研究。目前微安蛛屬僅1屬1種,體長約0.8mm,是台灣已知最小的蜘蛛。利用東亞地區安蛛科類群共7屬12種,以28個形態特徵進行支序分析,研究結果支持東亞安蛛科為單系群,並首次提出東亞安蛛科之親緣關係樹,分析結果顯示微安蛛屬之姊妹群為三個屬:Comaroma、Conculus 和Sinanapis。研究也發現世界現存的Minanapis為多系群,中國的M. menglunensis (Lin & Li, 2012 )可能為未知的新屬。另外我們也在宜蘭冬山發現Pseudanapis aloha,為台灣的新記錄種。

行動代號 駭入3D Printer

3D列表機(3D Printer)的出現,對於許多工程師、及創客們是一大福音,因為3D Printer從設計到產品開發完成,比起以前用開模的方式,降低了許多成本與開發時間。然而,有些3D Printer的作品列印時間可能長達數小時甚至數天,而且在列印的過程作品損壞率頗高,一般的工程師與產品開發人員不可能有這麼長得時間能監控3D Printer,列印失敗後也無完善的機制自動偵測並停機,使得3D Printer持續的浪費材料,還有可能造成3D Printer零件損壞。於是,我們更改市售3D Printer韌體程式和部分機構,研發出一台新的3D Printer來解決此問題,稱之為【行動代號 駭入3D Printer】此機台採用〝互聯網〞的技術來遠端監控,讓使用者在世界各地能觀看3D列表機的列印進度,發生問題時能隨時停止3D列表機,減少零件和材料的損失。

千「銅」難除,「藻」知道

本實驗探討小球藻在不同變因下吸附Cu2+的能力,並比較活藻與死藻的吸附能力,控制變因包含接觸時間、Cu2+濃度及吸附劑(藻類)的克數。再將不同接觸時間代入動力學模型分析吸附行為。 結果發現,活藻與死藻吸附的最初5分鐘,吸附能力高達85%,而吸附能力甚至隨時間拉長而增加;金屬濃度及藻類克數變化也與吸附量呈正相關。在動力學模型方面,活藻在擬二級方程式有良好的線性關係,以擬二級動力學模型能解釋活藻的吸附行為;另外死藻在三種動力學方程式皆有良好的線性關係,適合解釋死藻對銅離子的吸附行為。而在等溫吸附模式,活藻與死藻在Langmuir、Freundlichz方程式皆有良好的線性關係,皆能解釋其吸附行為。

甲仙與美濃地震斷層發育機制之探討

2010年甲仙地震與2016年美濃地震的斷層接近東西走向,我們發現:兩地震的震央位置、震源機制、規模等特性都非常接近。我們推測造成甲仙與美濃地震斷層形成原因可能相同。利用黏土模型與地震活動資料的分析,我們可以說明由於覆瓦狀構造的老斷層覆蓋在較新斷層的上方,使地震越往西部越深。臺灣西南部是受擠壓形成的逃脫構造,對照黏土模型的結果,因黏土受擠出作用,出現共軛的平移斷層組,在持續推擠下會形成再發育的逆斷層,且產生新的共軛平移斷層組,並都被覆蓋在較早的逆斷層之下,說明甲仙與美濃地震的斷層發育機制是擠出作用造成斷層呈現東西走向;前者深度較深是覆瓦狀逆斷層下方新發育的左移逆斷層,後者是時間序列中較早發生的左移逆斷層。