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第60屆--民國109年

「熱島」往藍海之路

研究了解熱島效應因素,並實地調查校園不同場域的溫度變化,提出冷卻熱島效應策略。結果如下: 一、都市熱島效應是全球暖化重要一環,冷卻策略包含反照表面、綠化、透水鋪面等。 二、白色、淺色及光滑表面具有較高的反照率,有助於減少陽光輻射熱吸收。 三、綠化屋頂的草皮與濕潤裸土都有冷卻「都市熱島效應」的效果,草皮的效果能維持較長的時間。 四、人工草皮的塑膠材質在陽光下會助長溫度上升。屋頂水池有助於減少溫度升高,應考量額外供水供電。 五、陽光下,學校露天平面溫度上升最少的是操場草皮、光滑淺色牆磚及透水磚;紅色的PU跑道與黑色橡膠地墊溫度上升最多。 六、高雄市的溫度分布圖所呈現的熱島情形,綠化及水仍是改善熱島效應關鍵。

消「濕」的密室!黑白交錯下溫度震盪效應之探究

在相同的熱源下,第一部分,以不同黑白管狀體排列方式,觀察黑、白管狀體表面的溫度震盪現象,當黑白交錯排列時,會出現溫度震盪效應,間接驗證物體的溫度與表面顏色無絕對的關係,而是取決於本身所吸收熱量的多寡。第二部分,當均溫箱內的濕度控制在 30 %,水氣的存在會影響黑白管狀體的溫度震盪效應。由實驗結果得知,溫度震盪效應會因黑白管狀體的排列方式有規則性的變化,當黑管狀體的數量增加,溫度差距會變小;黑白管狀體的排列方式也會影響溫度震盪現象出現的時間;在濕度環境下,因液態水的比熱大、溫度上升慢,導致黑管狀體因和水氣溫差較大,熱量會持續由黑管狀體傳遞至水氣,造成黑白管狀體在熱傳導過程中,溫度熱震盪現象消失。

機不可失,有影否?

本校距離桃園國際機場相當之近,又剛好位於飛機降落的必經之路,時常見到影子從校園中經過,在如此得天獨厚的環境之下,可用太陽的仰角再配合二年級學到的畢氏定理進行飛機高度的計算。 本研究係用兩次的畢氏定理,先將飛機影子和觀測位置做一次畢氏定理後,再配合太陽仰角與地面形成的三角形做一次畢氏定理可求得飛機的高度,並與flightradar24比對當時的GPS高度。 研究結果顯示,用此方法算出來的飛機高度,與實際GPS顯示的飛機高度相當吻合,甚至達到精準的程度。

快來喵喵喵 喵喵 「緲」電感應——仰角與遮蔽物對緲子接收的影響

利用有機閃爍體連接電源供應器和示波器接收緲子,再連接電腦用Labview去記錄,來測量不同仰角的緲子數量分布。並用電腦程式Geant4去模擬真實探測活動以及其他條件下的實驗。

圓舞曲-婆羅摩笈多定理推廣至圓或橢圓內接多邊形中之探討

圓內接四邊形有一個幾何定理:若圓內接四邊形的兩對角線相互垂直,則連接對角線交點與一邊中點的連線垂直於對邊,稱為婆羅摩笈多定理。 本作品將圓內接四邊形推廣至圓或橢圓內接多邊形的情形,定義其多邊形中若滿足「連接兩垂直對角線交點與一邊中點的連線垂直於對邊,同時連接同一邊垂足點的連線過對邊的中點」,則稱此多邊形為婆羅摩笈多多邊形。 先由兩圓相交關係來建構婆羅摩笈多四邊形,接著從圓內接正多邊形來探討婆羅摩笈多多邊形的建構原則,推導出其邊數及共圓性質,進一步推導出圓內接多邊形的情形。最後探討橢圓內接菱形、鳶形及正方形是否存在婆羅摩笈多定理及其幾何性質,再推廣至橢圓內接多邊形的情形。

調控奈米普魯士藍顆粒尺寸提升二次電池充放電效率

本實驗以共沉澱法製作普魯士藍奈米顆粒,以調控沉澱溶液的溫度在25、50、70、85℃,分別成功製作出平均直徑為26、32、38、62 nm的Na-FeFe普魯士藍顆粒粉體。以GSAS結構分析程式擬合X光繞射譜圖,指出晶體結構為立方體,且提高共沉殿溶液溫度可以提高Na含量,減少H2O佔據孔洞。由反傅立葉轉換獲得電子分布圖,顯示與與C鍵結Fe的電子密度低約15%,其電子組態為C-FeIII及N-FeII,C-FeIII較容易進行還原反應。組裝成二次電池,顯示32nm及38nm普魯士藍為陰極的電池,C-FeIII及N-FeII,均可以進行氧化還原反應,其電容量較高且充放電衰退率較低。

袋袋相傳

有n個袋子,每袋都有球,從球數最多的袋子中,取出和球數最少的袋子數量相同的球,放置球數最少的袋子中。反覆取放多次後,直到每個袋子的球數皆相同,即為平衡狀態。討論球數與袋子之間的關係為何,才能有機會達平衡狀態。能得知需經幾次移動才能達平衡狀態(取放一次稱為移動一次)。

「大」「人」「物」洩天機

天氣預測是攸關人類生活的大事。目前天氣預測主要利用大氣氣壓、溫濕度、雲層等參數資料來進行天氣預測。為達到低成本及小範圍之天氣預測,本研究利用物聯網的『眼睛』-樹莓派相機來觀測雲層,配合Arduino感測器蒐集到的氣象參數輔助,以預測30分鐘後降雨的機率。本研究採用卷積神經網路(Convolutional Neural Network, CNN)來進行模型訓練,首先將雲層圖片提取RGB特徵向量,配合氣象資料輸入模型以進行模型訓練,所訓練之模型可即時預測未來降雨的狀況。本研究進一步以精密度、召回率、F-measure、及混淆矩陣來驗證模型成效,準確度皆達80%以上,證明本研究訓練之模型預測降雨的準確性及可行性。

「桕」救地球-柴油分解菌的研究

本研究自烏桕樹下的土壤及高砂鉅鍬形蟲幼蟲體內分離出13種微生物,其中2種可利用烏桕樹莖的養分生長,11種可利用種子的養分生長,推測微生物與鍬形蟲、烏桕樹存在密切關係。進一步研究發現,13種微生物中有3種可分解柴油,其中2種為分離自土壤的不動桿菌屬細菌(Acinetobacter sp.),1種為分離自幼蟲腸道的芽孢桿菌屬細菌(Bacillus sp.);菌株的14天柴油分解率粗估可達48~55%;將經由菌株分解後的柴油乳化層撒在綠豆上觀察其生長情形,發現可降低柴油對綠豆造成的傷害。在耐受性實驗中顯示,此3菌株耐鹼性達pH10,耐鹽性達3~4% NaCl。由於菌種均來自花蓮本土,且具備處理海洋油污潛力,未來經過審慎評估應可實際運用,避免因使用外來菌種對環境造成的二次傷害。

酒不醉人人自醉

經實驗結果驗證,簡易飲酒估算表及呼氣及血液酒精濃度估算表,計算出的數值是具參考價值的,雖然不同個體差異大,但無論你對酒精(乙醇)的吸收或代謝速率不同,實測結果都不會高於估算值。 女性體內酒精的平均代謝速率1.91小時較男性2.63小時為快,飲酒後臉部顏色也與酒精代謝有關,臉色越紅的人需要越長的酒精代謝時間,對乙醛敏感的醉酒反應也較明顯。 喝酒前、中、後飲用葛根、葛花茶,確有降低醉酒的身體不適反應及加速酒精代謝的效果。