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第62屆--民國111年

「維」淨化~纖維材料淨水之探討

本研究的啟發主要是由於2021年台灣發生嚴重缺水危機,引起我們去探究是否有方法可以讓校園內打掃拖地使用後的拖地汙水得到過濾淨化,以便我們能將拖地使用後的汙水進行回收再利用。 本研究的目的是利用校內可以取得的材料,來製作濾水裝置,且我們的濾水裝置不同於常見的重力濾水方式,而是以纖維材料藉由毛細現象來完成過濾水質的效果,並製作一組簡易水質濁度檢測機來檢驗水質,發現自製濁度機照度數值愈小,水質愈混濁;照度數值愈大,水質愈乾淨。 研究結果發現使用簡易纖維材料對汙水進行過濾或許是可行且低成本的方法,且我們藉由各項實驗的數據發現,不同的濾材設定會對於濾水效果造成不同的影響,並使用我們自製的濁度儀器來確認結果。

「繼」憶時「光」中的「餅」

本實驗之研究目的在找出繼光餅的最佳配方。以不同比例的麵粉、酵母粉和水溶液種類設計出三組實驗組、每組三種不同配方共7種(每組皆有一個原始配方),找出麵粉和酵母粉及水溶液對繼光餅的影響。本研究使用電腦軟體imagej測量氣孔數量、砝碼加壓法測量其硬度及回彈度、體積置換法來測量體積的改變,以科學化數據觀察,量化紀錄資料比較繼光餅本體外型和品評口感,綜合比較結果,最後第一組實驗以高筋麵粉、第二組以五克酵母粉、第三組以鮮奶口味為本研究最喜愛的配方。最後無添加酵母粉及更改水溶液為高粱酒的繼光餅不受到大家的喜愛。

不翼而飛—論圓筒飛行器轉速與初速對飛行的影響

本實驗利用自製的x-Zylo(圓筒飛行器)發射器,觀察不同飛行條件下,圓筒飛行器的總位移及側偏距離有何不同。在做完測試後,我們發現轉速與初速是個值得研究的方向,於是我們決定深入探討圓筒飛行器旋轉速度與初速對飛行筒的側偏距離及總位移的影響。結果顯示,轉速較快的狀況下圓筒飛行器側偏距離較小;轉速與初速都和總位移成正相關;而初速越大,側位移越大。於是我們憑藉此結果,並參考文獻,提出了幾項理論來解釋此現象,並且將我們的理論寫成程式,希望能驗證我們理論的可行性。

音酵交響曲~探討音樂對酵母菌生長的影響

音酵交響曲探討酵母菌與聲音三要素的互動關係。本文主要研究音色、響度、音調與酵母發酵之變化情形,利用不同聲音刺激探討對酵母發酵過程是否產生影響。在控制組樣本中,酵母發酵過程大概會在50-70分鐘達到高點,並隨時間而逐漸下降。在木琴組別處理之下,發現木琴低音小聲處理之下效果最好;在胡琴組別中,以胡琴低音中聲處理下能提升發酵效果;在鋼琴組別中,在鋼琴高音大聲中能提高酵母發酵體積;在低音組別中探討響度的變化,發現小聲對酵母菌生長最好;在小聲組別中探討音調的變化,發現低音對酵母菌生長最好;在低音組別中探討音色的變化,發現木琴對酵母菌生長最好。故音色、響度、音調確實可以影響酵母的發酵速率。

排對了會更強-磁鐵排列研究

本研究採用程式推算與實測驗證實的方式,試圖找出能產生最強磁力的磁鐵排列組合。實驗結果所找出的排列方式與海爾貝克陣列(Halback Array)一致。另外,我們嘗試製作「磁力線魔鏡-Ferrocell」來觀察上述實驗的磁力線形狀,探討磁力線與磁力的關係。「磁力線魔鏡」可以方便、清楚的看到磁力線形狀,或許能成為課堂上不錯的教具。最後,我們進行引導磁力線的實驗,利用矽鋼片改變磁力線來增強磁力,觀察各種鋼片與磁鐵的搭配方式對磁力大小有什麼影響。同時也試做了可以開啟、關閉磁力的「磁力開關」,展示改變磁力線的實際應用。

管中冷暖,一壓即知~利用3D列印技術探討渦流管之原理

本次研究利用3D列印技術製作渦流管裝置,以利於變因之改變。透過數位式溫度計及氣壓計,可以即時截取數據,並互相比較。實驗中我們發現,當渦流產生室達到一定的氣壓時,就可以產生冷熱氣流分離的效果,而為了讓渦流產生的效果更好,氣流入射角度大約在45~60度間有較好的效果,渦流管的內徑在6~8mm間,長度在12~14cm時較好。當我們將測到的數據進行理論的分析後發現,熱端的縫隙越小,熱端發熱的效果更好,這也可以讓冷端的冷卻效果增加。最後探討數據與理論間的誤差值後發現,氣體受到絕熱膨脹的影響而降溫,使計算出的數據和實驗值產生誤差的主要原因。

「薈」萃一「碳」~以自組測試工具探討自製綠色蘆薈碳焦拉膜的功能

本研究利用蠟燭燃燒產生的碳焦,混加蘆薈及自製史萊姆開發為綠色產品~薈碳拉膜。研究中為取得碳焦,探討不同火源、吸附材質及離火焰高度對碳焦產生的影響,發現距離蠟燭火焰高度1公分處,以不鏽鋼杯底收集,可取得最多碳焦量。並以自組各種工具測試薈碳拉膜的延展性、隔熱及耐酸雨濕沉降等功能及運用電腦課所學編寫程式-程小奔進行RGB透光測試遮光效能。研究試驗出蘆薈碳焦拉膜的最佳組成比例為蘆薈:碳焦:自製史萊姆(20:0.6:10)。經與市面隔熱紙比較,蘆薈碳焦拉膜具有較佳展延性,防護酸雨濕沉降功能、遮光及隔熱能力佳,有取代化學隔熱紙的可能性,符合綠色化學節能、低毒、簡潔、可解原則,是值得推廣的綠色優質產品。

觀「茶」思維-酸柑茶中總酚含量與還原力之特性探討

茶湯中的兒茶素、多酚類等天然抗氧化劑其皆具有抗氧化活性,多酚類是茶湯中主要具有生物活性的成分。其中,客家酸柑茶屬於重發酵茶和老化茶的一種,又名為客家普洱茶。本實驗以1年、3年、5年、6年酸柑茶為研究主題,以茶種加工方式的不同及貯放年份作為研究方向,再以總酚含量測定及赤血鹽還原法進一步檢驗多酚含量與抗氧化活性變化。研究中發現,以3年酸柑青茶葉/果皮的總酚含量(444.22ppm/482ppm) 及赤血鹽還原力(471.83ppm/455.71ppm)所具備的抗氧化性最佳。訂定酸柑茶為主題分析意義,在於通過結合傳統客家文化精神與科學研究分析,期許能產生更大的文化經濟價值。

芭蕾舞之無限旋轉——Fouetté turns物理剖析

芭蕾和物理有密不可分的關係,每個動作都能用物理原理來剖析。本報告對於無限旋轉─Fouetté turns進行討論,在有摩擦力的情況下,舞者為何能不斷的旋轉,必定是有得到新的角動量。而我們推論,舞者角動量的補充是來自旋轉時上下腳的動作配合,上腳伸直在外面畫圈時,下腳全踩,利用靜摩擦力產生新的角動量;而上腳收回時,下腳踮起,新的角動量使舞者維持旋轉。這樣一來一往,芭蕾舞者便能做出看似不可能、不合理的無限旋轉動作了。

「浮」裡「浮」途~澎湖北寮與他國浮石之比較

本次實驗以澎湖、日本、菲律賓的浮石進行實驗比較,結論如下: 一、比較三地浮石的物理性質 物理性質略有差異,且澎湖與菲律賓較相似;另外,利用偏光顯微鏡可知,三地浮石呈現的礦物光澤的顏色相似,顯示其成份類似,只是比例的差別。 二、比較三地浮石的化學性質 遇酸性水溶液時只有澎湖浮石產生氣泡,可能含有碳酸鈣;滴水後,三地浮石粉末皆會使水降溫。 三、探究澎湖北寮地區浮石層的分布與地質事件 北寮地區浮石層分布於摩西分海以東肉眼可見約159公尺;經粒徑分析推估,應為單次性火山噴發造成。 四、推測澎湖北寮地區浮石層形成的途徑 透過菲律賓火山的位置圖、洋流流向路徑圖的比對,認為菲律賓火山浮石確實很有機會沿著洋流漂來澎湖。