生活與應用科學科(二)科

全臺魚塭因全天候用電開啟的增氧機衍生非常大的費用 ，我們可以利用魚塭的水和風力製做綠能水車增氧機來節省電費。 本實驗主要製做打水曝氣系統，包括 : 八葉垂直型風車、阿基米德汲水器、垂直式阿基米德螺紋葉風車、水車，各個裝置之間可以有效地動力轉移。 以管長、噴水口寬度、輪軸比、長寬比等變因測量整個系統的噴水量及轉速，藉以評估一個有效的打水曝氣系統。 研究結果顯示：阿基米德汲水器的管長越長得到越高的灑水水柱，噴水口越寬得到水柱的水量越大，輪軸比及長寬比越大的風車能造成整個系統的轉速提升、噴水量變大，合力的結果使水車得以有效的打水曝氣。 我們成功製做出一個有效結合綠能(水力、風力)的打水曝氣系統。

本研究在探討現代忙碌的生活中，衣物的晒洗佔據家庭生活許多時間以及工作負擔，尤其是在春、夏季梅雨季節期間，衣服晒不乾真是一件折騰人的事。 透過文獻資料、網路的資料搜尋，了解晒衣架的種類，並設計問卷了解大眾的需求以及改善家裡常發生的晒衣困擾問題。 作品經多次改善，具備以下功能： 1. 具備自動升降，可依照使用者高度調整晒衣桿，解決家庭內傷第一名~晒衣服時要把手舉高酸痛的困擾。 2.可透過雨滴感應器，自動打開遮雨棚，防止衣服被雨水潑濕，解決天候不定的困擾。 3.可啟動殺菌與風扇，解決衣服晒不乾的困擾。 4.可啟動光感應元件及蜂鳴器，解決晾晒在戶外衣服被偷問題。 讓智慧晒衣架滿足全家人的需求，來營造家庭好關係，讓生活更Easy!

本研究想了解如何利用馬祖餐桌上的美食淡菜所剩餘的淡菜殼，利用天然的淡菜殼廢棄物當材料，以環保意識的概念，去探討淡菜殼再利用的可能性。利用不同顆粒大小、水煮與烤過的淡菜殼添加不同比例的石膏和相同比例的水，找出最佳的吸水率組合，並探討其耐重性，是否易斷裂，進而瞭解是否有再利用的價值，期望有機會能進一步研究出更好的淡菜殼相關產品，點廢殼成金，為地球環保盡一份心力，也發掘淡菜殼的新出路。

本研究來自新聞報導：男生站立使用馬桶排尿會造成七千多滴尿滴噴濺，引發我們對此現象影響因素的好奇。研究設計以模擬真實排尿行為的噴水裝置，由紙張盛接噴濺液滴，測量噴濺液滴的重量。研究過程以不噴水的對照實驗模式，去除紙張自然吸收或蒸發水分的實驗誤差，接著針對尿液位置、水位高度、尿液流速、排尿高度、馬桶壁傾角、水面添加物等因素進行實驗，探討最少尿滴噴濺的站立排尿方式。研究結果發現選擇中央（水中）的尿液位置較佳，尿液流速無明顯影響，成人排尿高度較高會使噴濺量變大；而在水面添加一層泡泡或清潔慕斯，或將馬桶設計為垂直壁面，配合較低的水位高度，能讓尿滴噴濺大幅減少，可供衛浴業者設計馬桶參考。

本研究探討製作無煙高溫速燃炭粉餅的條件及方法，解決使用木炭遇到燃燒不易、初期冒煙、化學助燃劑影響食安等問題。 為了把木炭燃燒過程數據化、找到製炭最佳條件，我們自製【製炭爐】、【製炭完成顯示器】、【微量煙霧測量器】、【炭粉餅擠壓成型機】；設計【木炭測量流程】、【蒸氣加熱法】、【堅固度拉力測試法】。 實驗發現：700℃以上製炭、孔洞多，燃燒時較無煙、溫度高、灰份少。木炭磨成粉有速燃效果，粗粉末溫度高、細粉末維持高溫時間長。不同木材炭化磨成粉後被「均質化」，燃燒情形差異不大。添加樹薯粉可讓炭粉餅耐重2kg，但發煙值只增加3.7%。 炭粉餅能吸附3.45g酒精自燃取代火種，能維持140℃以上50分鐘，達到方便、無煙、速燃、高溫的目標！

至今未有一款完全可食用又不對人體造成危害的口紅，本研究嘗試尋找生活中易取得的食材製成可食用、天然的口紅。首先參考並比較網路的做法進行改良，將其中化學色粉改為食用級天然色粉，發現天然色粉須使用隔水加熱法進行配製，因天然色粉由植物乾燥脫水研磨而成，其中所含天然色素的化學性質各不相同，本研究嘗試添加適量天然乳化劑使自製口紅更均勻顯色。此外進一步測試自製口紅品質，測試項目包括溫度、硬度、防水、沾杯及持久度等，並使用ImageJ程式進行口紅有效顯色比例及口紅均勻度量化分析，總結各項測試得出最顯色、不色衰、且不脫妝的口紅配方為：椰子油4克、維生素E0.4克、蜂蠟2.1克、天然乳化劑0.2克、色粉0.8克。

根據自然課本「聲音與樂器」單元，自製一台跨越三個八度的古箏，透過控制琴弦的張力，驗證「弦愈粗、愈長、張力愈小，其音調愈低；弦愈細、愈短、張力愈大，其音調愈高」及八度音之間振動頻率為1:2的規律；以Audacity分析波形及頻譜圖，比對雁柱、音色、調音方式間的關係。歸納10位音樂專家對音色佳的定義，以音準、響度及波形為音色指標，改良第一製尼龍弦箏，再製第二製榫接尼龍弦箏及第三製榫接鋼弦箏，比對三者經不同時間及彈奏次數的偏離音準幅度；以分貝計測無音箱、有開口音箱、無開口音箱的響度差異；觀察不同製作方式、音箱形式及弦的材質之波形，依響度能量削弱時間及聲音延長時間，比較其變化與市售古箏的差異，找出自製古箏的最佳條件。

透過實作找出洋菜薄膜最佳的配方與脫水方式並進行拉力、耐彎折、耐衝擊、耐酸、透氣、溶解、燃燒、土壤分解與餵魚實驗，最後利用其可食用且易分解的特性設計產品。由實驗得知，水和洋菜粉在適當的比例下，分別添加甘油、可食用甘油或蔬菜甘油混合加熱的洋菜凝膠，都能利用冷凍脫水，均勻且快速的乾燥成薄膜。拉力、耐酸、耐衝擊和耐溶解實驗，無添加甘油的洋菜薄膜效果最佳；耐折實驗，添加蔬菜甘油 4g的洋菜薄膜效果最好；此外，各式洋菜薄膜都能在14天內被土壤分解。我們根據以上實驗結果，將洋菜薄膜製成提網、藥包、洗衣精包裝袋等產品應用在生活中，希望能取代一次性的塑膠製品，減輕地球的負擔。

身處學生階段，專心度的高低將很大程度影響學生的學習。本研究探討專心度與學業成就、運動時數、睡眠時數等各項變因的相關性，並建構專心度變因研究的實驗模式。實驗選定30位國三學生，測得其以站姿和坐姿讀書時之自評專心度、心率變異度、心情沉靜狀態，並整合為專心度總分，與各項變因做相關性分析。結果顯示睡眠時數與學業成就和專心度有顯著正相關、運動習慣則和專心度有顯著負相關性；而坐姿狀態的專心度高於站姿。本實驗建構專心度測試模式，且證實實驗變因與專心度的相關性，為學生提供增加專心度的有效方向。期待未來可以以此模式為基礎，進行更深入的專心度變因研究。

研究中的蛋殼從實驗角度來看，在製作水泥樣本前後與砂調和水泥過程相同，甚至在加熱溫度變化、傳熱表現、隔音效果、抗輻射熱及防火測試都有優於純水泥及商業用水泥砂，其中防火測試的結果與碳酸氫鈉相同；再則從環境角度來看，在不同比例的水泥樣本中，雖然20%的蛋殼水泥各項測試最佳，但還有更高比例的樣本比商業用水泥砂好，因此，若能降低水泥用量也能降低製造水泥的CO2的排放量，還能解決大量蛋殼的問題。