生活與應用科學科(二)科

音樂可以陶冶性情但是購買樂器費用不低，自製樂器時要注意振動的薄膜和共鳴腔體積影響聲音的產生，氣體移動距離會影響駐波的波長導致音調變化、樂器的出氣孔大小會影響薄膜振動持續時間，出氣管深入共鳴腔的距離會影響共鳴腔內氣體振動的持續性，自製的吹笛利用開孔的距離和按孔的指法位置來調節共鳴腔的出氣量比例，就可吹奏出常見低音薩克斯風相同音階的基音，若是利用電腦聲音分析程式則發現二者組成聲音的三要素結果是有差異的，尤其是泛音差異更大，但是一般人的聽覺是不太容易分辨的。

查訪坊間傳統製作鳳梨豆醬經驗，以鳳梨：鹽：糖：冰糖：豆麴=10：0.8：1：0.5：0.33比例製作，探討醃漬加上接種發酵的發酵環境、糖與鹽的功能、變革坊間傳統製法以及鳳梨肉質和糖酸比，討論發酵歷程的糖度、酸鹼值及乳酸量發展。發現常溫、陰暗、壓製、密閉的發酵環境，以及鹽從6%減至3%、糖從12%減至6%的半糖半鹽變革製作方法，糖度消耗比傳統製法高(發酵21日傳統方法耗損3｡Brix、變革方法6｡Brix)、乳酸累積量也比傳方製法多(發酵21日傳統方法乳酸量1.035%、變革方法1.152%)，而品評結果也顯示變革方式勝於傳統製法，這種變革的鹽糖減半、陰暗及壓製的製作方法讓鳳梨豆醬更健康美味。

本報告研究加速結冰的容器與分析結冰、解冰過程，盼以高效能結冰容器進行海水純化，幫助解決水資源缺乏。依實驗結果提出建議：1.海水前處理:(1)溫度50℃到60℃時製冰效率最高。(2)海水稀釋至濃度1%，結冰速率最快，但涉及解冰實驗後發現，濃度高低(2%-5%)對海水鹽分影響不大。2.結冰容器設計部分:(1) 容器中段與底部是最佳溫差的接觸區。(2) 細長狀容器設計為佳-上方80%絕熱區，下方20%面積為吸熱區。(3)在容器中添加與開口面積比例25%之金屬凝結棒更能幫助海水傳導與對流。(4)採用上述設計的結冰容器，其結冰效能比不設計(對照組)高出6.72倍。3.解冰部分:(1)解冰範圍對水質鹽分無影響。(2)解冰時間越末段的水質鹽分越低，時間末段80%-100%的水鹽分可作為家庭生水使用。

能夠成為一個適合拿去擺攤的遊戲器材，是這個實驗的最大目標。本次研究主要探討水瓶翻轉之後能順利直立落下所需的力道（重物放置高度）及水瓶中不同水量之間的關係，為了確保每次的施力不要落差太大，我們利用六下所教的簡單機械自製出一台蹺蹺板，作為擊打水瓶的工具，為了使這個蹺蹺板成為一個制式的工具，我們將抗力臂及施力臂的長度固定不變，並進行多次實驗。結果發現，以550毫升的寶特瓶（御茶園寶特瓶）為容器，瓶中水量高度為8cm的時候，1.5kg的重物從14cm的高度落下，打翻水瓶後成功直立落下的機率最高，最大可以到30%。

學校附近有煉油廠的大煙囪，隨風飄來的PM2.5是健康隱憂，所以我們自製主動抽氣式綠牆，以了解室內栽種綠色植物是否有助於改善教室空氣品質。研究後得到的重點有： 一、利用滯塵力佳的五種室內植物及廢棄課桌，自製主動抽氣式綠牆，既環保又能美化教室。 二、相較於密閉空間的PM2.5自然沉降，在主動抽氣式綠牆中放置非洲菫、嫣紅蔓、波士頓腎蕨時，能更快降低教室中的PM2.5濃度。 三、加快風速能讓主動抽氣式綠牆中的波士頓腎蕨有較好的吸附PM2.5效果，提高光照和使用霧化器加溼葉面的影響則不顯著。 四、在主動抽氣式綠牆中放置波士頓腎蕨，在4小時，風速2.8m/s，光照1840Lux，並使用霧化器適時加溼葉面的條件下，跟緊閉門窗後讓PM2.5自然沉降相比，PM2.5下降率可增加32%。

市售冰淇淋高脂高熱量，對健康有負擔。本研究以希臘式優格取代鮮奶油，參考義式冰淇淋做法，探討不同糖量、鮮奶優格量、粉狀固形物及吉利丁粉等對冰淇淋的影響。 先自製精密硬度測量儀進行科學測量，並制訂檢驗冰淇淋質地項目：固形物比例、製冰後溫、軟硬度、打發率、抗融性。實驗發現：增加蔗糖量提升滑順度；提高優格量使質地細緻、口感偏硬；全脂奶粉可增強風味和口感；吉利丁粉提升抗融性。冰淇淋質地取決於各成分比例之平衡。 研究建議：乳製品的脂肪4.6%、非脂質固形物12.2%、糖16.1%、吉利丁粉0.4%。製冰冷凍後，媲美義式冰淇淋口感綿密、品質穩定。本研究提出希臘式優格冰淇淋配方，低脂且富含益生菌，大家可依實驗數據，自行調整喜好口感。

為探討阿基米德螺旋汲水器汲取淤泥的效果，我們設計出四組長為50 公分的螺旋，分別以螺旋內外半徑比、葉片數、裝置傾角、泥水比例和轉速為操縱變因，進行實驗。 實驗結果顯示，螺旋內外半徑比以 1/2 的汲泥效果最佳；葉片數以三葉片螺旋的效能較高；汲水裝置傾角則是傾角愈大汲取量愈少；泥水比例以泥水比為 2：1 的汲取量高於泥水比 1：1 的；轉速以120 rpm的汲取量優於60 rpm，且能突破傾角 40° 無法汲起淤泥的限制。 實驗中亦發現，只要水位高過螺旋前端的第一個腔室，即可順利汲取泥水；以汲泥效果最佳的數據估算，每24小時可汲起8公噸左右的淤泥。若利用本實驗成果進一步研發，有望成為在水庫積淤區域進行抽淤的利器。

為解決教室拉窗簾而變昏暗的問題。我們運用透明吸管製作管簾，透過煙霧、光照及共鳴音量測試，尋找最有效隔音、隔熱及透光的管簾設計。實驗結果：1.管徑越小，對流越快。2.管簾太長，對流會變慢，最佳管長是120cm。3.受熱位置越低對流越快。4.吸管材質吸熱量太大時，會造成室內溫度升高，須增設屋內地板進氣孔及室內屋頂管簾排氣孔，促進室內排熱。5.入射角0度時管簾噪音隔絕效果最好，但吸管會產生共振。6.建議吸管內塗上深色油漆或貼布簾，可提高吸管上下溫差又可吸震。7.管簾連接處及裝設位置都需加橡膠等彈性材料介面，降低管簾對噪音的共振現象。未來可應用在改良玻璃帷幕大樓成為「透光通風降噪」的環保綠建築。

連江縣受地域性之交通及物資限制，在自然環境上維持了豐富的生態，其中植物更不乏具有地區特殊性的馬祖珍稀植物。本研究透過科學與生活結合，以夏日涼品－果凍為發想起點，結合在地植物萃取出的天然色素，製作天然健康且具在地特色之產品。 研究發現在地紫色系植物適合用於製作天然色素的色彩變化，本次以數項不同色系的花瓣及葉片進行實驗及對照，研究結果顯示在地紫色系植物用於製作天然色素之效果顯著，且在不同酸鹼值下能有明顯的呈色變化。 實驗結果應用於果凍製作，利用在地植物萃取汁液在不同酸鹼溶液之呈色變化情形，作為天然果凍色素之使用，在不同酸鹼程度下就能產生多層次色彩變化，兼具觀賞性及多變性，天然萃取更能兼顧健康。

本研究主要目的是利用國小四年級自然【水的移動】單元中【連通管原理】製作不需要電力的噴泉。藉由四個不同的實驗設計，讓我們更瞭解課程所要傳達的觀念；透過實際操作的過程，了解噴水高度、水位高低與噴嘴大小的關係，重現古希臘數學家希羅（Hero或Heron）所發明的噴泉 (Hero’s fountain)。 實驗(一): 水位高低與噴嘴大小對連通管噴泉的噴水高度影響。 實驗(二): 水位高低與噴嘴大小對希羅噴泉的噴水高度影響。 實驗(三): 藉由簡易的寶特瓶結構，實現希羅噴泉現象。 實驗(四): 藉由不同管路設計，設計可循環噴水的希羅噴泉。 本研究的驗證結果：實驗發現，水位高低、噴嘴大小，對噴水高度有直接的影響。同時也成功地藉由管路的設計，實現可持續噴水的希羅噴泉。