第57屆--民國106年

「鏽」給你看—不鏽鋼生鏽之探討

不鏽鋼是會生鏽的。它之所以能在一般情況下不生鏽,是因為含有不易生鏽的成分,如鎳與鉻。根據高一所學:鋁的表面氧化層可防止其內部繼續氧化,故我們希望比較其與不鏽鋼的差異。首先取用市面上最常見的三種不鏽鋼:SUS 304、SUS 316和SUS 430,進行分項實驗。第一項為觀察不鏽鋼加熱至不同溫度時的顏色變化;接著依據我們的推測:不鏽鋼表面也有氧化層保護內部,於是設計各種抗氧化試驗並藉物理方法檢測其表面的粗糙度。再來試將其進行生鏽反應,生鏽反應主要肇因於水和氧,而酸液與食鹽又將加劇反應。先將調配後的溶液噴灑在不鏽鋼上遂放置於室溫中,再觀察其變化。由於不鏽鋼表面會產生褐色鐵鏽,因此最後再利用草酸將鏽去除,並觀察其重量變化。

風狂寶寶巴士-寶特瓶動力車初探

本實驗使用寶特瓶及其他生活中隨手可得的素材製作寶特瓶動力車,藉由改變輪子設計,如輪子寬窄、車輪紋路及路面材質設計等,來了解車輪與路面對動力車行進快慢的影響。再改變動力風扇葉片的構造設計,以改變風扇大小、葉片數量、葉片彎折角度以及葉片造型等方式,來探討風扇葉片對動力車行進距離與速度的效果。實驗結果發現:使用窄輪子的行駛距離比寬輪子長;加裝橡皮筋在輪子上時,胎紋為1條橡皮筋的行駛距離最長;路面部分,動力車行駛在美耐板路面上的距離表現較佳;風扇部分,則以直徑13.5公分、8片葉片、葉片呈現80度彎折角度以及裙子型的風扇葉片組合,能使寶特瓶動力車行進更遠,速度更快。

圈圈來風? ~ 風透鏡對風力發電之探究

發電扇葉加一個環就可以提升發電量?! 本篇報告初階實驗發現前小後大的環(風透鏡),放在扇葉後方比前方效果佳(研究一~四)。進階實驗探討扇葉後方加裝各種風透鏡,發現後方口徑邊緣有凸起,有更大的發電效果(研究五)。做連續測試將皆可放大風效的兩風透鏡結合成雙環,發現效果最好的依然是單一有凸起的後方風透鏡,偏離預設的雙環結合(研究六),最後我們測試風透鏡前後風速,透過流場顯像,做出氣流運動模型,解釋風速放大實驗結果。最後針對風速與發電電壓,討論出有凸起的風透鏡發電效率約為1.7 (研究七)。 綜合以上,以風透鏡為探究主軸,以簡單器材實際動手做,從實驗觀測切入學理,希望能以小風吹扇葉,發電效益卻可如同大風吹一樣。

使用區塊鏈開發可監督捐款之公開募捐平台

新興的 BlockChain(區塊鏈)技術具有去中心化及資料無法被竄改的特性,在需要資料透明的領域非常適用,尤其 Fintech(金融科技)方面因貨幣貴重的特性而特別有優勢。慈善募款常常有用款不透明與部分用途不被大眾認可的問題;因此本研究使用BlockChain技術之Ethereum(以太坊)平台,成功設計出一套Smart Contract(智能合約),主要功能針對募款組織的所有撥款,須經捐款者投票,通過後才可撥用,將監督的權利歸還給捐款者,使慈善捐款能夠公開透明且受監督。同時也研究網頁前後端程式語言,設計一套大眾能簡便進行操作之介面,期望真正將此募捐平台推廣至社會。

酵搖自得─水果天然酵母在麵包上的應用

本實驗是選用在地新鮮水果,探討最佳的天然酵母液育種、中種麵糰的發酵培養條件及其應用在吐司製作的可適性,與商業酵母在品質特性上的差異。結果顯示,葡萄、香蕉和檸檬三種水果,於26 ± 1℃培養酵母種再進行中種麵糰培養,以振盪法培養皆為2天的時間,即與靜置法分別為5和3天能具有相同的效果,大大縮短培養天數,更能減少污染率。並將三種水果振盪培養液應用於製作吐司與商業酵母吐司比較,水果天然酵母種體積比和擴展比表現理想、且可顯著延緩麵包變硬;在物性測定上水果天然酵母種具彈性大、膠強性高和織維性高之細緻組織、質地鬆軟、保水等特質;吐司感官品評以葡萄酵母種最保留清甜、芳香風味整體性最佳。

回收紙大改造-自製環保紙黏土的研究

本研究是以紙黏土為主題進行探究,目的在於:1.瞭解紙黏土的基本製作方法及特性;2.找出影響紙黏土柔軟度和延展性的因素;3.比較不同配方製作出來的自製紙黏土乾燥後的差異。 研究結果發現:1.紙黏土除了紙以外,還需要添加玉米粉、高嶺土、黏著劑及油才能製作而成,我們的配方為紙漿55g加入40g玉米粉、40g高嶺土、60g糨糊及1.5茶匙嬰兒油;2.紙的種類、添加粉、黏著劑、黏著劑的添加量、紙漿和黏著劑比例、高嶺土和玉米粉比例都會影響紙黏土的柔軟度和延展性,而嬰兒油的添加量則不會影響;3.所有自製紙黏土乾燥後重量剩下約原本的一半,除了表面較多裂紋、顏色偏黃或灰之外,其餘和市售紙黏土相似。

無(線)制資料收集器

本作品主要採用Arduino 系統晶片平台進行與Zigbee無線模組結合達到蜂巢式產線資訊無線系統設計,控制核心Arduino 晶片平台進行產線產品產出計數與產線停機警報功能即時通報系統設計,並研究Zigbee無線拓樸角色規劃設定後達到遠端資料傳遞,本作品採以最基本的產線完成品數量以及停機狀態即時記錄等功能做為案例示範,並以Visual Basic設計一套監控軟體讓工作人員即時監控所有產線資訊,並且將所蒐集的資訊紀錄於資料庫中,供產線專案管理人員直接於電腦中取出該班生產數量資訊,也可提供專案人員了解產線規劃品質是否足夠穩定。

凍結pm2.5

上一屆作品「pm2.5遠離我」,探討如何藉由通電的金屬網吸附pm2.5,達到約32%的過濾效果,這次利用冷凝的方法來降低pm2.5的濃度;大約可以平均降低63.4%左右;過濾時, 大氣中水氣相對濕度愈大,過濾效果愈好;測量被吸附的水滴中,含有更多空氣中的雜質;最後探討在室溫不冷凝的狀況,只用水過濾,過濾效果仍有37%,這可以減少因為冷凝而耗費的能源。在密閉空間中自然蒸發樟腦油或是薄荷油等,即使氣味濃烈,偵測不到氣味分子的數值,但是加熱使蠟燭蒸發或是燒2張A4紙、線香,都使密閉空間中pm2.5數值飆高至危險值的10倍左右,幸好用水或甘油過濾都能有效降低。

與電共舞-電場對火焰影響之研究

本研究利用火焰易與電場耦合作用的特性,全程使用丁烷本生燈製造擴散焰,並利用高壓變壓器轉換出直流高壓電所產生的電場,施於平面電極(plane-plane)、針型電極(plate-plane)【1】,然後分別改變各種變因等,再對受干擾之火焰以及針型電極產生之離子風風速個別進行數據測量並做比較。為了量化數據,我們以Meazure、ImageJ程式測量火焰之角度、面積分析數據,並找出火焰有最大干擾時的架設法,期望找出有別以往的滅火方法。最後,以自藕變壓器接霓虹燈變壓器,利用研究結果得到的架設法,調整到想要的電壓、距離等變因,作出能隨身攜帶可壓抑火焰之器具。

聖誕紅-oh~葉!--聖誕紅苞葉變色與葉綠素含量的研究

聖誕紅苞葉在開花季有轉色情形,為測試苞葉變色後是否仍具葉綠素,以不同品種聖誕紅的綠葉、半變色葉、變色葉及枯萎葉,進行光合作用產物檢驗(澱粉、葉與莖內葡萄糖含量)及葉綠素分離檢測(濾紙層析、分液漏斗與430nm、635nm葉綠素吸收值)並探討葉綠素螢光現象。由吸光值檢測結果,苞葉開始變色後,吸光值遽降,故在澱粉測試、色素層析及分液漏斗皆有相符結果;苞葉不似綠葉具四種光合色素,因此無法得到足夠澱粉。在葡萄糖測試結果,葉內葡萄糖含量變色苞葉明顯較綠葉高,但在莖內只有綠葉莖明顯較高,顯示苞葉內糖來自內部分解而非自其他部位運送而來。萃取出葉綠素在紫外光有明顯血紅色螢光,其他LED 光源亦有明顯紅色,但在綠光則表現較弱。