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第47屆--民國96年

洗衣轉轉轉

我們的實驗目的主要是探討市售洗衣球的洗衣效果,瞭解其特性,進而利用容易獲得的材料製作各種自製洗衣球,嘗試看看哪一種洗衣球洗衣效果最好。至於洗衣效果好壞的評定,是將污水對照色卡的顏色,及測量量筒深度直到看不見底部「+」。洗衣球的主要功能是增加洗衣球和布的碰撞機會與製造擾流大小。經由實驗證明,市售洗衣球中水晶洗衣球洗衣效果最好,但是價格很高。自製洗衣球則是兩個瓶蓋反黏、乒乓球打 14 個洞、細吸管洗衣效果最好,而且這些都是隨手可得的免費材料。

溫度滴定

酸鹼滴定(5)由於指示劑變色判定不易,且氧化還原滴定(8)及沉澱滴定 (10)並無適 當指示劑,因此不易判定當量點,但三項滴定試驗皆會放熱,所以本研究利用溫 度判定當量點。由恆溫試驗得知:自製恆溫裝置之溫度變化速率為每分鐘下降\r 0.052℃,顯示其保溫效果良好,因此能更準確量取當量點。由酸鹼滴定之熱譜圖 結果顯示,其熱譜圖之當量點準確度高達95.49%以上;自熱-電壓試驗得知,溫 度愈高導電性愈大,因此放熱不明顯之反應即可利用導電性變化判定當量點。為\r 避免電解過程中產生氣體包圍電極而影響導電性,故將輸出電壓設定為0.8V(19)。 以市售H2O2(aq) 滴定KMnO4(aq)之氧化還原熱譜圖,可算出H2O2(aq) 濃度為3.4%,誤差 為2.86%;以HCl(aq) 滴定AgNO3(aq) 之沉澱滴定熱譜圖可求得AgNO3(aq) 濃度為 0.525M,誤差為5.00%。因此由溫度求得當量點是一準確可行的方式,並可應用\r 於其它放熱反

弄潮精靈—淡水河潮間帶的蟹類研究

淡水河的蟹類約有三十幾種,會因潮間帶、紅樹林、土壤鹽分、土壤有機質、距離河口的遠近等條件下,在最適合的環境棲息下來。本研究內容分為淡水河潮間帶的蟹類,淡水河左右兩岸蟹類的分佈情況,蟹類與潮間帶、土質的相關性,蟹類的聽覺、視覺、嗅覺反應,溫度與蟹類的活動影響,蟹類的季節變化,雌雄數量的比例與行為特性。

別鬧了,巴斯卡!

將高中課程所學到的巴斯卡三角形做點變化,原本以「1」為首、「+」為運算符號,現在則改成以「-1」或「ω 」為首、「×」為運算符號,新產生的三角形隱藏著某種規律性,為了更全面性的瞭解這種規律,使用電腦軟體套色繪出圖形。圖形本身具有明顯的遞迴關係,我們於是嘗試描述此種具規律性的模式;同時,我們也探討了所指定列中的某數字(如-1、ω 或ω2 )的個數,並以通式表示之;我們發現國外的研究報告都採用同餘觀點來看改變後的巴斯卡三角形,他們將巴斯卡三角形以某數為模的餘數記錄下,並探討這些餘數在圖形中的分布情形,這個觀點讓我們重新檢視第一個數放「-1」或「ω 」且運算符號為「×」的巴斯卡三角形,發現其實可看作是以「2」為模與以「3」為模的巴斯卡三角形,並探討任一列同類餘數的個數。最後,希望能以一個演算法或通式,算出所指定列與行的該數為何。

樂高機器人模擬「指南車」的應用

指南車是利用機械的原理,透過各式齒輪的傳動機構,達到指南車上方的人形指針(樂高積木取代)永遠指向同一方向,達到指向的目的。本研究中建構了「單差速」及「雙差速」指南車,並利用它來實驗驗證,並分析指南車指向的原理。研究中使用PASCO CI-6538 角度感應器量測指針指向的轉動角度,藉以瞭解所建構單差速及雙差速指南車的指向準確度;實驗結果顯示該二款指南車的準確度很高。在單差速指南車研究中,我們發現當「兩車輪間距」等於「車輪直徑」時,指針的指向最精準;而在雙差速指南車研究中,我們發現當「兩車輪間距」等於「車輪直徑」的3 倍時,指針的指向最精準。當不滿足上述關係時,指南針的指向角度將過大或不足,而造成指向誤差。

恆春百年大地震卻只有一家倒-地震波動對建築物震盪的探討

2006年12月26日晚上8點25分,恆春發生百年來的大地震,為什麼只有一家倒塌? 除了房子超過高度、房子結構不穩的原因之外,我們找出還需要考慮地震搖動的頻率和房子高矮胖瘦的配合。此外,我們也比較實心、空心、長度、塑膠、木頭、金屬、振動頻率、重量、彈力等因素,這些對於擺動幅度都有影響,尤其是高度、粗細與重量這三個因素,是造成百年大地震卻只有一家倒塌的主要原因。

急凍奇兵-桌上型電腦內高溫晶片之散熱現象

為了了解金屬物質的熱傳遞現象與空氣流動所產生的熱對流,設計了一連串的實驗來探討熱傳遞的現象,首先我們設定主題方向為散熱現象,藉著桌上電腦內顯示卡不斷產生熱能的高溫電子晶片來探討這個問題,當電能一直穩定的供應給晶片,晶片運作後本身產生了一些沒有用的熱能急需排出,接著使用事先製作好的各種散熱材料安裝於晶片上,協助排熱,並且搭配顯示卡附贈的軟體,偵測晶片的溫度,再來記錄不同條件下的晶片溫度。由觀察大自然的一些現象加上實驗結果與課本上討論的熱傳現象--熱傳導與熱對流,討論出如何的完成一個有效降低晶片元件的溫度方法,最終時由實驗的結果,來製作出一個既有創意又便宜,而且散熱效果又佳的散熱片。

兵來將擋─鐵砲百合(Lilium longiflorum)柱頭分泌物防止異種雜交之機制

本研究欲探討異種植物在授粉作用時防止雜交的機制。我們選定鐵砲百合柱頭分泌物及劍蘭花粉作為實驗探討之對象。研究結果顯示:鐵砲百合柱頭分泌物對劍蘭花粉之萌發有明顯的抑制作用,當溫度超過50℃將會破壞柱頭分泌物對花粉萌發之抑制作用。而以不同孔徑分子篩(Microcon)離心柱頭分泌物之實驗結果顯示:柱頭分泌物中,抑制劍蘭花粉萌發的物質其分子量介於30-50kDa 之間。接著,以Trypsin 作用柱頭分泌物,發現處理過後的柱頭分泌物對劍蘭花粉的抑制效果明顯降低,表示此抑制物質會被蛋白?所分解。綜合以上結論,再經SDS-PAGE 電泳的結果確認:鐵砲百合柱頭分泌物中,抑制劍蘭花粉萌發的物質為一種蛋白質,其分子量約在45kDa 左右,且該種抑制蛋白的活性在溫度50℃-55℃會被破壞。將此種蛋白質做蛋白質定序,結果顯示:此種蛋白質為一種Peroxidase。

廢棄木屑催化水解的探討

本實驗以不同類型酸作為木屑纖維素水解的催化劑,以及在不同反應條件(如加熱溫度、時間)下,探討木屑纖維素催化水解的成效。 \r 我們利用催化劑加速木屑纖維素水解成葡萄糖後,一部分溶液加入定量的斐林試液,觀察Cu2O(s) 沉澱量變化,另一部利用旋光度計測定醣類的旋光度。進一步,想要利用催化效果佳的催化劑,改變操作時間、溫度時,找出一個最佳的反應條件。同時利用最佳操作條件,改變水解液與木屑原料之比值,使木屑纖維素轉化為再生性能源能有效被利用。 \r 結果顯示,木屑於不銹鋼容器中加入小鋼珠,以質子酸與路易士酸(0.3 N HCl + 4.0 AlCl3) 為酸性催化劑組時,木屑纖維素催化水解產生葡萄糖的效率最佳。

越挫越勇!延年益壽!

近年來,抗氧化物質很熱門,尤其以白藜蘆醇最受矚目,引起我們的興趣。我們的實驗探討花生芽菜不同部位以及不同壓重及 UV 的處理,對白藜蘆醇、總酚類含量及抗氧化力的影響,更進一步餵食果蠅,探討對壽命的影響。結果顯示:花生芽菜的總酚類含量、抗氧化力,皆為胚根>子葉>胚軸。在壓重處理,對芽菜生長是促進性的影響,對總酚類、白藜蘆醇含量是抑制性的影響,對抗氧化力的影響則不一定。而在 UV 處理,對芽菜生長是抑制性的影響,對總酚類含量、抗氧化力則為促進性的影響,但對白藜蘆醇含量卻無顯著影響。由此可知不同壓重及 UV 處理對花生芽菜的生長、內含物含量及抗氧化力有不同的影響,以芽菜收成前 1 天照射 12 小時 UV 的處理效果最佳。