第57屆--民國106年

燃燒過程中定義燃料與空氣混和比例為「當量比ψ」。ψ0.29時得到的淨能量為正值，因此加入微波後ψ=0.29~1.0皆能有效節省能源。

本研究利用銅鋅導電原理，探討水果汁或泥、酸鹼值等，影響導電的情形。而後測試家中常見水溶液，發現小蘇打水導電效果最好；接著更換金屬配對，從21種組合，找出鋅和不銹鋼的導電效果最好。 發現最佳的組合後，我打算以鋅和不銹鋼做為實驗材料。歷經五代的改良，以金屬串聯方式，克服電壓不足；以USB插頭及充電電池，達到充電效果；以鋅條纏繞不銹鋼筷的方式，結合環保與便利，設計出多功能電力壺。 我的多功能電力壺，只要調好鹽水倒入杯中，交叉放置不銹鋼筷和鋅條，接上USB插頭或是充電電池，就可以充電了。實測結果發現，多功能電力壺不但能讓蜂鳴器發聲，做為緊急求救所用；更厲害的是，能成功將手機充電，讓我覺得好有成就感！

藤壺是會附著在固體上共生的生物，外型似小火山而引起我們好奇，我們詢問專家且親自採集化石進行測量與分辨和觀察。我們從鯨藤壺化石驗證牛埔在上新世的地形是沙洲(出海口有鯨魚擱淺)，玉井在近海環境。龜藤壺、多肋藤壺化石驗證大岡山當時的地形是海底，紅巨藤壺化石驗證四溝當時的地形在潟湖至河口灣、潮間帶並由伴生化石與地層做確認。從外觀顏色判別紅巨藤壺化石；外觀特徵判別多肋藤壺化石；從面積可判別鯨藤壺化石及龜藤壺化石。鯨藤壺和紅巨藤壺所受水壓不同，而演化出不同的盾板結構。我們發現海拔高度與地質年代無關，兩個同一地質年代的板塊，斷層活動越劇烈海拔高度越高。灰鯨活動於台灣西南部，所以在牛埔、玉井挖到鯨藤壺化石。

我們用壓電片、示波器，設計直接測量的方法測聲速，並成功測量。 實驗一：測量溫度對聲速的關係，並驗證經驗公式v=331.45+0.6T。 實驗二：測量頻率對聲速的關係，發現頻率對聲速有影響。 實驗三：以固定頻率正弦波測量聲速，可以成功測量。並發現溫度與聲速成正相關，但各數據與理論值有等比例的差異。

物體落入水中時，中央處會激發水柱，這和水面下形成的空腔密切相關。空腔體積變化愈快，水柱激發速度愈大，高度愈高。由於一般落體入水的狀態難以控制，無法定向鉛直落下，導致觀察結果有限。本研究的裝置透過3D列印及滾珠軸承組的設計改善了這個問題，藉由高速攝影並結合自行發展的分析方法，可獲得上、下腔的體積、氣流流出的速度…等重要資訊，擴大觀察的可能，對空腔形成過程的物理機制有更深入的了解。研究發現：落體入水的速度、截面積的大小、外觀的形態、溶液的種類以及周圍的氣壓高低都會使落體入水後空腔的形成有所差異，進而影響氣流流出的速度及激發的水柱高度。此外也發現下腔周圍在腔頸接合前後，會有波動產生明顯的S節及L節。

「立即瘋」遊戲，是由四塊立方體（正六面體）組成，每塊立方體分別有紅、白、藍、綠四種顏色，但每塊立方體顏色的分佈並不相同。而玩這種遊戲的目標是把四塊立方體疊成柱形(四塊立方體的順序沒有限制)，一個疊在一個上面，使柱子的四個側面，都恰有紅、白、藍、綠四種顏色。我們定義：若在同一個方塊的六個面中，存在一個顏色出現三個面時，我們以S表示，則4S表示四個方塊均為S；若在同一個方塊的六個面中，存在兩個顏色各出現兩個面時，我們以T表示，則4T表示四個方塊均為T。而本次作品主要是透過點線圖來研究：在「立即瘋」遊戲的規則下，針對紅、白、藍、綠四種顏色的分佈為4S及4T的情形，探討是否有其對應解。

Cuica是巴西特有的樂器，它長得像鼓，但卻是用摩擦的方式發出奇特的聲音。研究後發現它的原理是：濕布摩擦竹籤→竹籤振動→帶動罐子底部振動→罐子就是音箱放大聲音。 為了測量的一致性，我們設計了一台機器可以自動演奏Cuica。機器包含2部分：模擬手揑摩擦器、模擬手前後推拉器，這樣才能去除不同人演奏的因素，讓實驗結果更準確。實驗結果發現，演奏時必須要有適當的緊度、摩擦力摩擦竹籤，才能讓底部振動產生聲音。另外圓筒高度、棍子長短無法明顯改變Cuica音調；但是圓筒直徑、底部材質鬆緊、手壓底部中心緊度可以明顯改變Cuica音調。 最後我們用生活物品自製Cuica，圓筒底部插一根竹籤，底部要有一點彈性可以振動不能太硬，就可以感受到巴西熱情的音樂了！

在吃完營養午餐後，同學清洗餐具，總會讓油膩膩的水流入水溝，對環境影響很大。因此，我希望能使用安全又有趣的方式來改善污染問題。首先觀察油、水的特性，瞭解油會浮在水面的原因，於是進行簡易分離槽的改良研究。本實驗探討在不同條件下影響油水分離的各種因素，最後製作「環保油水分離槽」，並且改進它的缺點，讓「油切」---水分離出來。改良後的「環保油水分離槽」排水速率 14.56 ml/s，油脂截留效果可達到 100 %，對降低水源污染有很大的幫助。我們也改良環保油水分離槽，製作「顏料過濾槽」和「污水過濾槽」。顏料過濾槽能讓溶液照度平均增加533.44 lux；污水過濾槽沉澱物清除率為 90.84 %，能讓大量的水再循環使用，藉以達到節約用水的目的。

台灣鋏蠓(Forcipomyia taiwana)俗稱小黑蚊，為蠓科吸血性昆蟲，雌蟲吸食人血約兩天後產卵。本研究主要探討台灣鋏蠓雌蟲吸血後，選擇產卵處時對光強度與波長的偏好；我們利用太陽光模擬器探討其對光強度的選擇時，發現雌蟲偏好產卵於光亮處；其次利用五種不同波長的LED燈測試，發現其偏好產卵於紫外光及綠光環境。此外，UV光於200 Lux照射強度下對雌蟲產卵有較高的吸引力。而在分析雌蟲在飼養盒中產卵位置時，亦發現雌蟲產卵位置偏向邊緣。本研究成果將可運用於設計一個誘引台灣鋏蠓雌蟲產卵並捕殺的裝置，當懷卵雌蟲被捕殺後，可有效防止台灣鋏蠓繁衍，進而控制其整體族群量，並輔助目前台灣鋏蠓防治上的缺憾。

生物螢光(bioluminescence)相關概念性產品已引起熱潮，本研究嘗試多種培養條件對螢光藻生長的影響，並了解影響螢光藻螢光亮度的因子。 依本研究得到結果，當環境中缺乏鐵、銅和鋅營養鹽時，會減緩螢光藻的增殖並降低螢光亮度。當營養鹽中的CuSO4添加過多時，新月梨甲藻(Pyrocystis lunula)會受其毒性影響而大量死亡並大幅度降低螢光亮度。而以螯合劑配合硫酸銅添加時，可減少對新月梨甲藻的毒性，但並不能降低銅對其生物螢光的破壞。在長期黑暗中，螢光藻的族群密度和螢光亮度皆會下降。