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高級中等學校組

醜小「壓」發電-壓電材料發電之探討

本研究利用壓電材料─鋯鈦酸鉛來模擬並找出最佳的發電條件。當施予壓電片應力時,會由於形變而產生電極化的現象,進而產生電。 實驗中首先探討低落高度與液體種類對壓電片因形變產生電壓之影響,經數據顯示,當液體落下產生的表面積越大時,所產生的電壓越大。在滴定液體時發現數據的標準差很大,改用螺旋測微器測量(固定施力位置與大小)後,得到施力位置的不同也會影響電壓大小的結果。 我們試著研究出能夠改變下壓頻率的裝置,檢測連續給予應力能否使壓電材質產生的電有加成的效果,再利用數種不同方法實驗後得到結果,於實驗五中,發現馬達轉速在52 rev/s及54 rev/s時產生的電最多,表示在此頻率時,下壓頻率與壓電材料伸縮的頻率相同。

十全十美---銳角三角形內特殊點分割三角形面積比

本文以不等邊的銳角三角形出發,運用中學時代已論及的三角形外心、重心、內心、 垂心為基礎,進而探討其他銳角三角形內的特殊點:九點圓圓心(Ninepo int),布洛卡兒點(Brocard),費馬點(Femat),熱爾崗點(Gergonne),奈格爾點(Nagel),斯俾克點(Spie ker),等連接三頂點分割三角形的面積比。

澎湖三寶魚鱗凍

將魚市場被丟棄的魚鱗收集起來,加上澎湖的三寶風茹、蘆薈、仙人掌做調味,以瓦斯爐烹煮做成獨特的魚鱗凍。熬煮30分鐘到60分鐘可以得到較高的蛋白質含量,其中以日本銀身䱛 Argyrosomus japonicus 、 密點少棘胡椒鯛 Diagramma pictum、 藍豬齒魚 Choerodon azurio 魚鱗膠的蛋白質含量較高。 因魚鱗膠非常容易融化,若要方便食用,調味料(蘆薈、仙人掌)隔水加熱10分鐘,調味料與魚鱗膠的比例為1:4,並用50克貝殼一起烹煮90分鐘,是最佳的烹煮方式。經過感官品評,以鮸魚接受度最高,口感最佳,口味則以蘆薈最受歡迎。最後利用實驗材料設計獨一無二的產品LOGO。

迷途知返-從組合遊戲的觀點探討序列等角多邊形的解

文獻[1]中有一道趣題,作者給出了n=5,N=n2=25的3組解,及其中一組解所對應的幾何圖形。本文分兩大方向去討論: (1)n為奇質數時,將原組合遊戲轉換成捷徑圖,發展出一套策略,找出了文獻[1]的3組解及對應的序列等角多邊形,並利用策略解出了n=5,N=24、N=20;n=7,N=49的解。 (2)n為偶數時,因不可能滿足各頂帽子的總和均相等,轉而由幾何觀點出發,利用等角多邊形的性質,搭配偶數邊求解的策略,找出偶數邊的序列等角多邊形,並修正文獻[2]中偶數邊序列等角多邊形的觀點,重新賦予偶數邊組合遊戲的意義。最後針對規律解做推廣,求出n為奇數,N=n2、N=n2-1及n為偶數,N=n2/2、N=n2/2-1的規律解。

結合綠能的魚菜共生

一、魚菜共生,對於都市中的人們來說,有著莫名的吸引力,因為聽到以魚的排泄物來種菜,這是一個很好的概念了,我們只要給魚吃飼料,魚的排泄物就可以透過硝化轉換成蔬菜要的硝酸鹽,可以魚菜兩收,又可以省水愛地球,還有收成時的心靈滿足,以及療癒的功效,真的是一件好事可以多面豐收,何樂而不為! 二、一般而言,1公斤的魚可種植50公斤的蔬菜。另根據英國魚菜共生協會(Aquaponics UK)提供的數據,養1公斤的魚,生產至少50公斤蔬菜和0.8公斤魚肉。「魚菜共生」有機農耕,是利用水裡的魚釋放養分給菜,菜再吸收養分淨化水的一種有機耕作法。

奈米金應用於潛指紋檢測之研究

指紋檢測技術為現今偵辦犯罪事件中一項重要的工具,傳統上以粉末法檢測指紋中的水分為主要方法,然而水分易隨著採樣時間拉長而消失,粉末法就難以派上用場。為解決此難題,本實驗利用奈米金可吸附油脂的特性以及具「表面電漿子偶極共振」效應,比較奈米金、奈米金團簇、四氯金酸三者於檢測指紋效果的優劣。研究發現三者之中,以指紋復現明顯程度來看,奈米金團簇的效果最佳,因其可以照射紫外光之後顯現出螢光,而四氯金酸耗時最久,因其須先還原成金原子,故整個過程長達兩小時。本研究亦嘗試在奈米金團簇上,修飾K他命抗體,以達到更加專一的指紋檢測。

探討豉甲外型對下潛運動的影響

豉甲為棲息於水面的昆蟲,中、後足為扁平槳狀的游泳足,體長約17mm。在水面上快游速度達1.08 m/s,潛游時速度約0.57 m/s;豉甲潛水平均速度約0.83 m/s,下潛僅需41 ms。以Ansys模擬豉甲潛水,發現會在背部隆起與腹側形成壓力差,產生向下的作用力以利其下潛。製作隆起高度比例不同的模型,發現在破水時,1與1.5倍的法向作用力較小,入水後1倍的作用力矩較大,使其更快旋轉向下潛。施力的角度越小,破水時法向作用力也越小,但不影響作用力矩的大小,模型的形狀、運動狀態才是影響作用力矩的主要因素。下潛時蟲體先具一定大小的初速度,有助於下潛,破水時速度越快總作用力越大,但作用力矩正比初速的2.1次方,速度越快使其更快旋轉,令用於下潛的有效分量提升。

生物分解新主張,污水處理有一套

本研究以自行設計的滴濾池培養厭氧污泥,提供厭氧菌硝酸鹽將其脫氮氨後,再回流至上流式厭氧污泥床(UASB),結合三相分離器,利用回收沼氣,增加污泥浮除效果,並結合喜氧設備與生物膜分解方式,改善污水出流 COD、BOD 、TKN(總凱氏氮)、氨氮等問題。本研究實驗分兩階段,探討不同種類污水對系統之影響。第一段實驗配置廢水主要添加丙烯晴當氨氮及有機氮來源,因具有生物毒性,在未經丙烯晴馴化的厭氧污泥處理時,COD去除能力只維持20-21%,第二段實驗配製廢水主要添加尿素當氨氮及有機氮來源,因尿素為生物營養源,對生物增生具有加值效果,經馴化後UASB槽出流COD為420-400PPM去除率已達60%-62%,經固定床處理後廢水COD明顯下降80PPM以下系統COD總去除率92-95%,TKN(總凱氏氮)去除率74%。

-明「茶」秋毫—應用亞甲基藍溶液吸光度變化率測定方法探討水果、茶及水果茶抗氧化力之研究

本研究應用創新方法:亞甲基藍溶液在特定波長(665nm)吸光度變化率測定物質的抗氧化力,有效減少人為誤差,提高實驗信度與效度;透過維他命C濃度與吸光度檢量線,將待測物抗氧化力換算成相當維他命C濃度進行比較。同溫下比較檸檬、奇異果、蘋果時,以檸檬抗氧化力最佳。同溫比較下綠茶、烏龍茶、紅茶時,抗氧化力以綠茶抗氧化力最佳。混合成水果茶後以15℃奇異果烏龍茶最具抗氧化力(61.07%)。最後在模擬水果茶中特定抗氧化物質相互混合對抗氧化力影響的實驗中,推論出抗氧化力與維他命C、葡萄糖及EGCG濃度、溫度及[H+]等相關,不但符合水果茶抗氧化力之實驗結果,也建立抗氧化力的數學函數逼近公式,以計算出抗氧化物不同混合比例抗氧化力高低。

棋盤中的美好「缺」憾

本研究首先發現在n×n棋盤的所有和平排列(每行每列各放一個棋子)中,皆可找到不包含棋子的k×k正方形,同時得到n和k的關係:k的最大值為⌊√(n-1)⌋。 接著延伸這個題目,從找k×k正方形變成找(k×k-m×m)的缺角正方形。並在程式的輔助下,除了得到fa(k,m)和fb(k,m)的值,也可以知道n=fa(k,m)和fb(k,m)時放不下缺角正方形的和平排列,而基本上,報告的整體架構就分為兩個部分,證明每個(n+1)×(n+1)的和平排列都找的到,以及構造n×n的和平排列找不到(缺角)正方形。 f(k,0)=k2 fα (k,1)=k2–k fβ (k,1)=k2-1 fβ (k,k-1)=2k-1 fα (k,k/2)=k2/2