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第43屆--民國92年

全方位居家安全系統

〝全方位居家安全系統〞經過我們共同討論以及努力之下,發展出以下六個系統:一、 安全供電系統當人體觸碰到時不會有電,但當一般家電使用時即供電,如此便可以防止因觸電所造成的傷亡。二、 指紋門禁系統利用指紋的特徵點與已紀錄的指紋作比對,成功後會打開大門,失敗了會將指紋紀錄在電腦裡。三、 網路監控系統當居家遭受任何危害到居家安全的狀況時,會自動透過網際網路即時通報在公司的主人,嚴重時會透過電話傳出求救語音至警察局、主人手機等,以減少因災害所造成的財物損失,也可由公司監視居家的狀況。四、 防災系統當發生瓦斯漏氣、地震、水災、水質問題時,會啟動警報器來提醒住戶,並會依據所發生的災害來做進一步的處理。五、 防盜系統利用紅外線來感測人體,當任何人接近居家周圍時,即開始錄影,如窗戶自外部開啟即會觸動警報系統以嚇阻小偷,並通知相關單位與主人。六、 水質監控系統利用電壓的不同來判別水質的總固體含量,當電腦判別水質為不良時,便會啟動水流控制閘關閉家庭用水,並且發出警報與手機呼叫通知主人水質問題。

完美無缺─煮蛋和剝蛋

做滷蛋時,「煮破蛋」和「剝破蛋」的問題,經常發生。因此本研究先從訪問開始,有計劃的從事實驗,觀察市售六種雞蛋、紅白蛋、煮前冰藏、蛋的新鮮度、下鍋水溫、火侯、煮後浸泡用水、以及添加鹽、醋、小蘇打等等各種變因,對煮蛋與剝蛋的影響。依據實驗結果,我們知道做滷蛋時,在蛋的選擇上,只要買市面上零售的紅、白雞蛋就好了。煮前不要冷藏,並且別找「最新鮮」的雞蛋。另外必須在冷水時下鍋,全程使用小火,或開始用大火,水開以後改用小火來煮。而煮熟以後,馬上浸泡入冷水中,那麼蛋就會很好剝。同時煮蛋時若加鹽可以減少破裂的機率,而加醋則會使蛋比較好剝。誠摯的希望,藉由我們的發現,可以幫助大家做出完美無缺的滷蛋。

團結力量大-舉尾蟻群體性的觀察

本研究觀察自家庭院裡柚子樹上的舉尾蟻巢及其生活型態,從舉尾蟻的「外形觀察」、「社會分工」、「生活環境」、「蟻巢的構造」、「覓食情況」、「領域行為」、「干擾防禦」及「共生行為」八個面向來進行觀察並討論,其主要結果如下:(一)舉尾蟻腳上有節,身體也有分節,舉尾蟻身體可以明顯分為「頭部」、「胸部」與「腹部」三部分,頭部有一對觸角,兩對顎與一對眼睛;胸部有三對腳;腹部佔舉尾蟻身體的最大部分,所有的消化、生殖與分泌等器官都在這裡。而許多構造如觸角、大顎、嗉囊等都對於螞蟻的群體性社會分工有相當多助益。(二)舉尾蟻社會裡有蟻后、雄蟻、工蟻,各司其職,但一年半以來並未觀察到兵蟻出沒,仍要再繼續觀察。(三)舉尾蟻巢具有調節溫度的功能,天氣熱的時候,巢內溫度比巢外來得低;天氣冷的時候,巢內溫度比巢外來得高。(四)舉尾蟻巢的結構符合螞蟻分工合作的性質,裡頭有不同的小室分別負責不同的功能;蟻巢的成分主要是以草纖維、泥土、樹葉等就地取材的材料來建築。(五)對舉尾蟻最具吸引力的食物是「腐敗、多汁液的動物屍體或生的食物」。(六)螞蟻在行進時,腹部會分泌費洛蒙,後面的螞蟻就靠著此味道認路,因此舉尾蟻覓食時,以呼朋引伴的方式用觸角通知其他同伴繼續前來覓食,另外還有負責守衛的螞蟻在蟻巢表面巡邏。(七)觀察路徑 1 裡,舉尾蟻與花居單家蟻在第 70 公分處勢力相當 ; 觀察路徑 2 裡,在第(八)舉尾蟻對於外物入侵先是一陣戒備及騷動,再視外物的動向而定警戒的時間,對於特殊的化學氣味會等待氣味散掉或淡掉再行動。

芳香酒精帶著走—探討促凝劑對酒精凝膠之影響

本研究研發燃燒時能釋放香味但不產生黑煙之芳香酒精凝膠,也進一步探討促凝劑對於芳香酒精凝膠所能維持凝膠時間之影響。本研究以酸鹼中和法(冰醋酸+氫氧化鈣)配製酒精凝膠,找出酒精與水的最佳體積比為 5.7:1,而氫氧化鈣在 0.5- 0.6g 與 0.8-1.0g 時,凝膠有較好的維持時間。選用添加杏仁油、香蕉油、橘子油與茉莉花精油:氫氧化鈣 0.5g 以上時,除香蕉油外,其他精油都有延長凝膠維持時間的效果。選用多元醇作為酒精凝膠之促凝劑,找到酒精凝膠維持時間達 3~5 倍者有四組:(1)杏仁油+葡萄糖 (2)橘子油+乙二醇 (3)橘子油+葡萄糖 (4)茉莉花精油+葡萄糖。探討溶劑整體極性影響酒精形成凝膠之實驗設計,包括測量添加物之醋酸鉀酒精溶液導電度與測量促凝劑酒精溶液的黏度。

自動防水閘門

此題目主要是製作一自動防水閘門系統,當雨量過多造成淹水的情況時,利用水本身的重量來使閘門自動升起及下降,讓水無法流入室內,以達到–[以水防水]–的目的。此專題的主要功能在於:一、有效防止水流到室內,造成生命及財產的危害。二、依水量多寡自行調整閘門高度,省去人工組裝與拆卸,以節省人力。三、完全由水的重量提供動力來源,不需靠額外的動力來源與電力控制。其主要(設計)如下:一、利用步進馬達控制雨量,藉模擬雨量來測試閘門升降高度。二、利用水本身之重量,透過滑輪組及儲水桶來使防水閘門自動升起。三、儲水桶上方裝設彈簧,儲存使閘門下降的動力。當水位消退時,使閘門下降。

做不完的彈簧實驗-縱波性質的研究

本實驗主要在研究彈簧縱波若干性質。首先在測量波速時發現同彈簧不論伸長量為何,其傳遞縱波的時間皆同。以橫波波速公式為基礎,配合虎克定律、彈力修正項導出彈簧縱波波速公式為 代入此公式求得之速度與實際測得速度相比,相對誤差約在1 %內。之後進行駐波基頻、鉛直懸掛彈簧、彈簧不同段有不同張力等研究,測量波速來驗證公式,結果仍符。其中在分析不同段有不同張力之研究,發現波傳遞到交界處有部分穿透、部分反射的現象,進行理論與測量值的比對,結果在時間上、強度上的特徵皆符。

“土豆”為什麼地上開花地下結果

土豆─落花生只能在地上開花後,子房柄伸長入土中,發育成莢果,謂土豆;供我們使用的莢果之花生仁存放不當常會產生黃麴毒素,可能有礙吾人健康問題;落花生的種仁在地壤中能發芽,但要在地上萌芽仍受限於土壤覆蓋淺厚有關。

趨光性的色光差異及遺傳關係

這項研究,主要是在探討果蠅的趨光性的色光差異和遺傳的關係。很多種昆蟲都具備趨光性,我們之所以以果蠅作實驗,主要是因為其生活週期短,大約兩週,且易於培養。實驗內容是以「迷宮器材」來鑑別果蠅對某一特殊色光的偏好,將該群果蠅分離出來培養,令其繁衍後代,觀察其後代對此一色光偏好的比率,我們所用的果蠅大致上對綠色光較敏感,而其子代的敏感度較親代高。因此,我們推論趨光性會遺傳,且受光影響,但並非全由光影響,故這可能是實驗中的誤差成因。雖然此實驗是以果蠅為對象,但亦可假設其它具趨光性的昆蟲,也可能是因遺傳而導致其子代有趨光性,而我們可利用其趨光的一些特性,減少農作物因害蟲類的果蠅而損失,並且希望可以得知,在人造光源還未出現在世上時,夜行性昆蟲是否有差異。

探討手擲飛機的失速原因

\r 我們想起前些年華航空難,根據華航局華航空難飛機失事前的飛航資料紀錄器資料,證實飛機在跑道頭6浬外進場時高度即偏高約1000呎以上,而後持續偏高,至跑道頭約半浬處即決定重飛,飛機外型為起落架收上,襟翼收至20度,完成重飛手續,其後數秒,座艙聽見超速警告,十餘秒後,飛機仰角逐漸上揚至失速(Stall),旋即墜毀。 \r \r 當我們從設計、切割、磨木、組裝、黏合……一直到試飛,在這途中經歷了許多心血,可是你正當看著你辛苦做出的手擲機乘風而翔時,你心中頓時有股成就感渾然而出;就在這時你的手擲機機頭突然抬頭上仰失速墜落,你一定會很灰心吧!我們可發現華航空難似乎和我們的手擲機以相同的命運﹕機頭急速仰起就墜機了。可是失速的原因是什麼呢?飛機仰角在幾度以後會失速呢? \r

化學平衡的探討及實驗的改進

1.KI與Pb(NO3)2的反應中Pb(NO3)2的量並不影響到顏色的變化,KI濃度才是主導顏色的變化。 2.國中選修理化課本第三冊實驗9-1,其實驗的目的是以固定量的KI水溶液與不同量的Pb(NO3)2水溶液,所產生黃色碘化鉛沉澱的量,來探討反應物質莫耳數的關係。但經我們實驗結果,沉澱高度並沒有和硝酸鉛的莫耳數成正比關係,其原因是過量的碘化鉀和碘化鉛再反應生成KPbI3沉澱,使的沉澱量的高度與加入硝酸鉛的莫耳數沒有成正比的關係。因此我們建議用Na2CO3水溶液與CaCl2水溶液產生白色CaCO3水溶液代替KI與Pb(NO3)2的反應,因實驗數據能準確表達出所產生白色CaCO3的量與Na2CO3溶液的莫耳數成正比關係。 3.碘化鉀加入硝酸鉛及硝酸鉛加入碘化鉀所得沉澱高度有些微不同,溶液pH值也不同,由此可知錯離子配位數多寡與混合溶液的先後順序不同成多變面貌。 4.過量碘化鉀與碘化鉛反應千變萬化,只要是以鉛為中心,而與碘形成多種錯離子,其錯離子的配位數多寡是未知數,他隨著兩溶液的濃度比例不同而成多變面貌。 5.濾紙中的反應有濃度大的往濃度小的地方擴散的現象。由於產生的沉澱物凸出紙面,因而阻止了擴散途徑,使得濃度小的液體無法跨越障礙,而形成單邊反應,在濾紙上形成弧形的黃色線。 6.洋菜中的反應,也是有濃度大的往濃度小的地方擴散的現象。兩塊洋菜凍垂直放置時,無論濃度大的在上方或濃度小的在上方,黃色的形成都只在濃度小的洋菜凍中,水平放置亦然。 7.以飽和KI溶液來低定飽和Pb(NO3)2溶液,其顏色變化為:黃色沉澱 黃白沉澱 沉澱溶解 溶液變橘黃色 溶液顏色變黃。再將最後產物淡黃色溶液用蒸餾水滴定時,顏色有逆反應現象,其顏色變化為:黃色溶液 溶液變橘黃色 白色沉澱 黃白沉澱 黃色沉澱。