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第42屆--民國91年

氣體動力模擬

氣體動力論是一種微觀理論,而波以耳、查理定律雖是巨觀的實驗,但對我們而言,終究還是一種看不到的氣體性質推理,而促使我們本次的模擬實驗藉由真實粒子撞擊所形成的現象,解說氣體定律。 一、 理想氣體的粒子模型很難取得,因為真實的粒子必有重量,也很難達到彈性碰撞,我們以B.B 彈為氣體粒子模型,以馬達轉動撞擊B.B 彈,輸入的電功率P=IV 轉為粒子的動能,就算粒子與器壁為非彈性碰撞,若其散失有一定的比例,也就是當能量平衡時,以功率觀點, p電= p粒子得到 +p散逸 ⇒p電=kop粒子得到(ko>1),我們可視為粒子Ek 不變,由 IV=ko.NEk(N:粒子數,Ek:粒子動能),所以當N 固定時,我們可由p電值來代表粒子動能的大小,當N 非固定時,可由p電/N 代表粒子動能大小。 二、 ∵分子動能 1/2 mv2= 2/3 KT ∴ IV / N 也可用來代表氣體溫度(T)。 三、 垂直放置的活塞受有重力Mg (↓),若底部有粒子撞擊而使活塞上升一段距離而平衡,可得到F撞擊力 = Mg,而壓力P= F/A =Mg/A,∴若活塞截面A 固定則活塞質量 M 可代表氣體壓力P。 四、 B.B 彈活動的空間體積V=hA 也就代表氣體容器的體積,∵活塞的截面積A 固定∴可用 h 來代表容器體積。 ∴此次探討中,氣體的P、V、N、T 各以M(活塞質量),h(活塞高度),N(粒子數),p電/N(電功率/粒子數)來代表。

瓦斯行老闆不是我?是它.腸內菌之產氣量與食物關係之探討

從小到大似乎常聽到大人們“告誡”我們“吃蕃薯會放屁”!又在童話故事中,看到那位皇后因為不小心在國宴時放了一個屁而被趕出皇宮的悲慘遭遇,又使我小小心靈曾經耿耿於懷!這引發了我對其造成原因的研究興趣,那真的是她自己的錯嗎? \r \r 經過多方蒐集資料的結果,吾人發現,其實這大都是因為生長在人體腸內的腸內菌所造成的。這些腸內菌叢中,有部分是具有產氣功能的菌種,例如:腸產氣桿菌(Enterobacter)、E-coli及PV(普通變形桿菌)、Citrobacter、Klebsiella、Serratia等,由於我們的食物中,有部分可使得這些菌種在其利用這些成分後產生氣體,而氣體在聚集一定的量以後便會從腸道排出,也就是所謂的『放屁』! \r

正負磁場對植物的反應

早在1936 年美國的Albert Roy Davis 以他敏銳的觀察力,注意到蚯蚓在磁場的兩端有截然不同的生理狀況。他提出了『磁場新論』,明確地指出磁鐵的兩極對生物有不同的效應,他所謂的生物包括動物、植物…等。我們以一些實驗來驗證,不同磁場對植物的生長反應。由一些實驗來證明正負磁極,對植物的生理反應。一、磁化水性質的探討(一)經磁場磁化後的自來水,其pH 值由8.1 增至8.6。(二)磁場對插花水的蒸散速率快,磁場會使插花水變成鹼性,且滲透力增加,使植物較鮮豔美麗;而延長插花期。(三)受磁場磁化的插花水,到花快枯萎時,水溶液還是呈鹼性,水沒有發生臭味,只是水的顏色稍微變成淡黃色。未受磁場磁化的插花水,經植物的腐化,而易滋生微生物,而使水變成酸性、變臭。二、不同磁場對植物生殖的影響〈一〉不同磁場對綠豆發芽的影響1、綠豆在磁場內發芽的速率:N 磁場>N、S 磁場內>無磁場>S、S 磁場內。2、豆苗在磁場內也長得較迅速、茂盛。(二) 不同磁場對石蓮花的生長速率:磁場對石蓮花的生長速率:N 極>N、N 極間>N、S 極中間>S 極旁。磁場對落地生根的生長速率:N 極上>無磁場>S 極上。(三)磁場對花苞的開花情形1.花苞受磁場影響的開花數與不受磁場影響的開花數相近,故我們認為花苞的開花總數與磁場無多大關係。但是受磁場影響的花苞會先開花。2.在磁場內的花較不易枯萎,花瓣也較不易掉落。

全方位雙向家電保全監控係統

本文旨在應用電話網路作遠端遙控家用電器及防盜保全監控系統軟硬體之規劃與設計。本系統研製的目的,是希望建立一套系統,讓每個人不管身置何處,都能利用電話透過公眾電話網路,輕易地控制家中的電器設備及進行環境設定,以達到控制家電及防盜保全之雙向監控系統。此外,由於通訊科技的進步與通訊產品的熱賣,使國人擁有手機的普遍性相當高,若能透過隨身攜帶的手機,經由通訊業者所提供的網路通訊管道,連結到家庭自動化與防盜保全系統亦可達到進行遠端遙控的目的,彌補出門在外無法使用室內電話的空檔。本系統利用公眾電話網路經複頻接收 IC(KT3170)連接至單晶片(EM78P451P),透過單晶片驅動外部電路與家中電器及門窗的監視感測器連接,再利用 EEPROM(93C66)記憶體設定電話及手機號碼,藉由電話網路傳輸,以達到控制家電及防盜保全之雙向監控系統。在家電控制部份,採用顯示器可隨時瞭解家電使用狀況及控制其開啟或關閉,且可設定使用時間。在防盜保全部份,可隨時監控家中門窗,若有異狀可即時通告。記憶體可隨時記錄或更新資料,並可設定二十組電話及手機號碼。此外,本系統採用確認碼設定,可防止產生誤動作,系統可靠性高。

裝扮隔音版的臉~附加物探討

學校旁聳立著一座厚厚的水泥牆,它阻隔了火車的噪音,也成為了我們學校\r 最特別的一個特色之一。最近,校外有工程在進行,大怪手開挖答答的聲音、砂\r 石車來來回回轟轟的聲音,讓人實在是不敢恭維。在上課時,讓我們無法好好的\r 上課,老師拿起麥克風聲嘶力竭的吶喊,可是外面吵雜聲音還是一樣傳進來,使\r 我們也了解到,我們的玻璃窗無法阻擋噪音,再加上隔壁班老師也是拿起麥克風\r 大聲的上課,我們彷彿覺得有二、三位老師和我們在工地上課一般。如果,我們\r 也能在校外和馬路的工程中,建立一座隔音牆,那該有多好啊!當然這是不可能\r 的。\r 因此,我們想到了生活環境中也常有讓人無奈的噪音,影響著人們的情緒,\r 如果能利用附加隔音材質來減低噪音,我們便能在愉悅的環境中享受學習和工作\r 的樂趣。

道路安全控制管理模組

參加北區科展之後我們小組希望能夠更有效的解決交通問題,所以我們四人小組才決定作出這個我們理想中的完美交通安全道路,用我們所學到知識希望能做出一個,適合在台灣的部分特定地區所適用的管理模組,我們所做的管理模組中,有目前道路上最基本的功能,另外我們有另外裝設了紅外線人體感測器,車流量的比較而作出較人性化的變化,還有在公車站牌的地方裝設了一個以機器代替了人們舉手招攬公車的裝置,最後還增設了,若駕駛在重要道路上臨時停車,而妨害交通的順暢,我們可以感應到並且通知,拖車隊前來拖吊或是交通警察前來處理,但是最重要的是要遵守交通規則,這才是解決的根本之道。

回鍋再利用---葡萄糖讓壞油變好油

回鍋油的環保問題始終為討論的課題;重覆使用有健康之虞,廢棄倒入水槽,不僅會黏貼在水管中,孳生蟑螂細菌,排放到河川又污染水質,對生態環境的影響很大;台灣每年廢棄的食用油約有二十萬噸,佔了生活廢棄物的一部份,是不得不注重的環保問題。本研究便是提出一個方法,希望能將回鍋油中仍有某些有用的成份,提取出來再利用。因為脂肪酸的羧基(-COOH)與另一化合物的羥基(醇基,-OH)會產生酯化反應得到酯類;油脂的成分一般為三酸甘油脂,即是三分子脂肪酸的羧基與一分子甘油的三個醇基發生酯化反應所得到的一種酯類。而糖類是具有很多的醇基的分子,我們希望能夠利用油品中脂肪酸的羧基與糖類分子上的醇基產生酯化反應,形成一種分子量更大、穩定性更高的新油品。並進一步嘗試應用在使用過的回鍋油上,以期製成新的油品,如此一來便可以達到降低廢棄油的量、減少污染的目的。實驗結果發現由回鍋油製得的肥皂,較易結塊,且其起泡率亦較佳,洗淨效果最好,所以回鍋油肥皂是絕對值得推廣的。而利用糖類分子所合成新油的部分,我們也合成了許多新的油品,雖然品質及產率還有待改進,但已能證明的這是一個可行的方法。如果有研究機構採用這個方法,也許就有發展成功的一天。

神奇的變色花

本實驗主要在探討與研究,花瓣染色程度與不同花材、染料,不同染料溫度,浸泡時間長短,吸收速度快慢,染料酸鹼值,各式染色方法,染出來的成果有何異同,及對人類日常生活中的影響,如果研究成功將可對相關產業的業者有很大的幫助,更可以讓消費者買到許多奇花異卉將使我們的生活多采多姿。

都是駐波,為什麼差這麼多?

高中課本中關於駐波所教授的只限於繩波,而且只談兩種情況:兩端皆為固定端 頻率f=nv/2L 時會形成駐波;一端為固定端、一端為自由端時 頻率f=(2n-1)v/4L 時會形成駐波。但我們實際做實驗的結果,無論是直線駐波或是平面駐波,給予一強迫振動,則不管其頻率為何,均可找到節點或節線。另外在課本上亦提到同一介質各點張力相同,傳波速度亦相同,但我們在實驗室發現,弦線可滿足上列描述,但金屬板則否。當外加振源的頻率越大,板的波速亦越大,板的表面張力亦越大。

蟲蟲大麥町---大黑星龜金花蟲

大黑星龜金花蟲分佈從台灣平原到低海拔山區,是都市中常見的甲蟲。幼蟲及成蟲取食的槭葉牽牛花葉及甘藷葉, 非重要經濟作物, 文獻及網路上幾乎沒有完整生態記錄及研究報告。本研究自 1999 年4 月至2002 年6 月, 以住家附近天母地區三個棲地田間調查為主, 每週記錄一次, 加上室內飼養以了解大黑星龜金花蟲習性及生活史、形態特徵、生理色及天敵; 製作年度卵、幼蟲、蛹、成蟲數量統計表。幼蟲有群聚的習性, A4 影印紙等分20 格分置20 隻幼蟲, 以自然光源、黑箱及光源1.5V,3V,4.5V,6V 自製實驗器材,歷時10 分20 分及30 分,探討群聚習性來自向光及尋找葉緣的本能; 多樣旋花科植物及棲地植物餵食成蟲及幼蟲, 了解並非如文獻所述旋花科植物都可以當作食草; 實驗餵食相同食性金綠龜金花蟲啃食過的葉片, 得知此兩種金花蟲在食性上不造成威脅。成蟲鞘翅黑色斑紋的形狀每隻不同, 以3 年棲地拍攝到的成蟲照片, 統計結果斑紋左右總點數以有相同點數比例最高; 以中形點直徑1mm 居多, 形狀點狀74.55%, 點加線狀25.45%, 近似3:1 的比例, 推測點狀為顯性, 點加線狀為隱性有單對遺傳基因的異基因合子組合, 繼續飼養繁殖探討中。