第50屆--民國99年

阿媽的芥菜園面臨了滯銷危機，所以我研究芥菜加工成品的營養價值及美味作法，以便推廣芥菜。結果發現芥菜的營養價值高，加工成品多元美味，尤其是做成衝（ㄔㄨㄥˋ）菜可以保留最多的芥子油。原味衝菜問卷調查研發出美味的衝菜作法是利用微波方式，能成功的將芥菜花中苦味成分黑芥子硫?酸鉀?解成嗆辣成分的異硫氰酸烯丙酯。調味衝菜問卷是以微波衝菜加配料設計出葷、素兩種，皆大受歡迎，尤其是素的「豆乾衝菜」，具備美觀、嗆辣、不苦澀以及少油、少鹽的條件，而受到肯定。由衝菜蒸餾實驗中發現「微波衝菜」的芥子油含量最多，而芥子油極易揮發不易保存。所以最佳的攝取方式為直接食用微波衝菜，以達到殺菌、抗癌、助消化等芥子油的功效。

透過研究漩渦的構造，並建立一個裝置來模擬縮小的漩渦，實驗當我們遇到漩渦時該如何自處才能提高獲救的機會？以及有沒有穿救生衣對我們遇到漩渦時脫離的時間有沒有什麼影響。

過錳酸鉀在水中魔幻似的擴散，令人看到屬於科學的美麗與神秘。擴散一向被 認為是簡單的概念。濃度、溫度與管徑，是影響它的三大因素。我們的研究，設計 了四種裝置，來探討物質在水中的擴散。分別是固定式，持續滴入式，單向電錶式 與雙向擴散裝置。以固定式裝置，單純的觀察過錳酸鉀的紫色跑多快。以運動學最 簡單的「速率」定義，來探討這些變因有什麼關係，結果如下：自行定義的擴散速率=趨勢線斜率x濃度梯度→趨勢線斜率正比於溫度與管徑截面積。 這種設計，可以進一步研究溶質在水中擴散所受到的阻力：阻止過錳酸鉀擴散 的效果，鎂離子比鈣離子強，而且鎂離子濃度愈高愈好。電錶式擴散裝置，利用導 電性造成電錶指針瞬動，把所有的無色離子擴散研究變成可能。雙向擴散，離子相 撞產生沉澱，都提供了研究液體擴散的新方向。

本報告透過以PVC管接上中音直笛頭模擬吹奏直笛的?況，?用Spectrogram音頻測試軟體測?所得結果，在管徑、前孔長、前孔寬?、氣??、溫?都被控制為常?的情況下，分別改變其管長、孔徑大小和?孔間距?研究聲音、直笛孔的大小與距?對誤差的影響，藉由孔的直徑、距?與誤差的關係，發現孔?的直徑愈小時，其誤差就愈大。但只要孔徑到達一定大小時，波長的依據會由孔中心變為孔前端，?照此規?進?。當孔之間的距?越大時，其頻?就會愈小。管柱前端效應對頻?的影響遠大於末端效應。但得到這些結果之後，我們又對直笛本身的奧妙產生疑問，於是在討?時先對調音方式進?研究，而發現在孔全蓋住的情況下，調音的效果並?大，而其餘則可藉由移動直笛上段與中段?接距?改變頻?，進?調音的工作。接下?則是討?高八?音是如何產生的，我們發現要使音高八?，必須將大拇指所按的孔改為半孔，於是?解大拇指所按的孔是讓音提高八?的關鍵，?將其取名為高八?音孔。為?要瞭解高八?音的產生，在查資?時又發現直笛發聲時內部產生的駐波並?是只有一種，其最低頻?的整?倍都可形成駐波，而最低的頻?稱為基音，決定音高，其餘決定音色，稱為泛音，所以只要讓原本的基音被?倍頻?的泛音取代，就可呈現出高八?的音。

在國中一年級下學期二元一次方程式常見到一道題目『一個二位數的十位數字與個位數字的和為15，若將這個數的十位數字與個位數字對調位置，則所得的新數比原數小9，請問原數為何？』。類似這樣的題型有許許多多，但是都探討到四位數之內，因此我們試著將其延伸到多位數，並試著能否找到一定值，並利用這些關係加以編碼，製作數組只有我們才能進行解碼的數字，利用它來傳遞我們之間的小秘密。 本文介紹關於二位數到八位數的證明過程和結果，我們發現只要依循數字之間的大小關係及既定的運算規則即能得一定值。利用這種關係可將轉換成文字，用來編碼及解碼。

全球暖化是眾所周知的事情，然而暖化的背後是否跟地球的緯度有所關聯？究竟地球在未來可能會從甚麼地方開始急速升溫？是赤道？還是極區？或是根本與太陽的入射角度不相干？雖然不是非常的精細，我們仍舊將地球依緯度畫出了區分，去比較這些不同緯度地區升溫的現象。 結論跟我們以前所認知的事實的確有一段差距。有些地方的氣溫長期來看是上升，近十年的狀況卻是下降；有些地方的氣溫一直穩定而持續的上升；更有些地方的年溫差越來越小，冬季愈來愈熱，夏季愈來愈冷。

磁性粒子可吸附水溶液中微小顆粒，再以外加磁場將之與水溶液分離，本實驗中的磁性顆粒(Fe3O4)先以矽酸鈉對其表面包覆，以保護磁性顆粒而避免其在水溶液中受到酸鹼的腐蝕，再利用胺基修飾合成具胺基的磁性吸附粒子，用此胺基磁性粒子對水溶液中的Cu2+，陽離子染料(亞甲藍)、陰離子染料(RB5) 進行吸附實驗，發現在pH值約為7時，對Cu2+有很好的吸附效果；pH值約為6時，可以大量移除水中的陰離子染料(RB5)，但由於胺基在水中會形成NH3+，故不易吸附陽離子染料(亞甲藍)；吸附過Cu2+的胺基磁性粒子，可在酸性溶液中將Cu2+脫附，再重複利用，在鹼性溶液中，RB5也可從胺基磁性粒子上脫附，但效果不如Cu2+。

我們發現學校廚房的廢油處理管道都非常的少，我們想為它另開一條處理管道，最後發現學校的廢油可以和市面上一些可回收的植物渣渣混合製成廢油燃料。以下是我們探討出的結果： 一、燃料在進行基本燃燒特性探討的實驗中，廢油燃料燃燒時味道有其渣渣的香味，煙量也不多，大部分只有白煙和少許的黑煙，而且燃燒時間可以非常久，而同樣的體積市售燃料很快就燃燒完了。 二、在火光亮度的實驗裡，廢油燃料的火光亮度可達80流明，而市售燃料平均無法達到4流明，這證明著在需照明的夜裡，我們所製作的燃料可以用來取代一般市售燃料 三、安全性實驗中，我們實驗比較兩種燃料的安全性，發現酒精燈、酒精膏燃燒時打翻會使的整個桌面燒起來，而所有的廢油燃料在燃燒時被打翻後火焰仍不會擴散，有些還會順著風勢自然而熄滅，顯現出我們的廢油燃料比市售燃料安全許多。 四、問卷調查結果發現，大部分的民眾都了解市售燃料的危險性，甚至有高達95%的民眾支持我們的產品，也期望我們能做出一個環保、安全的燃料。我們還知道了大部分的民眾認為好的燃料須具備三種條件：一是安全性高，二是原料取自於自然，三則是使用時對人體無害。 經過了這麼多的實驗，我們覺得最能取代酒精燈及酒精膏的是加入咖啡渣和薑渣的廢油燃料，因為咖啡渣和薑渣在燃燒時不像紙屑或木屑等燃料會產生汽油味和較多的黑煙，咖啡渣燃燒時甚至會發出咖啡香，兩種燃料在燃燒時只會產生少許白煙，而那些白煙大多是無害的水蒸氣；兩種廢油燃料打翻時火勢都會順著風勢而熄滅，安全性極佳。

本研究主要是以台東市的氣溫觀測站，以及市區外圍西南邊的知本，北邊的鹿野，以及東北邊的東河等四個氣溫觀測站，調查從2000年至2009?，這十年期間的逐時氣溫資?，?探討台東地區的氣溫變化趨勢、熱島效應隨著季節、時間的演變情況，並試圖找出影響台東氣溫變化的原因。 本研究的結果發現：近10年(2000~2009)台東站之年均溫為24.7 ± 4.3 ℃，與近30年(1978-2007)平均值(24.4℃)比較，年均溫升高了0.3℃，另外，台東站每年九月均溫亦呈現逐年上升趨勢，上升幅度0.1184 ℃/年。月均溫分析結果顯示，四個測站在季節上均有一致的表現，最高月均溫均出現在7月，最低月均溫出現在1月。此外，在冬季時四個測站(台東、知本、鹿野和東河)的平均溫度標準差均大於夏季，顯示這四個地區的溫度在冬季時會有較大的差異。 UHIs(台東-知本)、UHIs(台東-鹿野)的UHIs值明顯大於UHIs(台東-東河)，這可能與海拔高度、地理位置及植被分佈有關。UHIs(台東-知本)在夏季時早、晚的UHIs值?大於中午，UHIs最大值(1.4)出現在19~20時，且持續到翌日清晨。UHIs(台東-鹿野)在夏、冬季的UHIs值均呈現早晚高、中午低的熱島效應情形。UHIs(台東-東河)在夏、冬兩季之每日平均溫度差(UHIs)變化情形與UHIs(台東-知本)類似。台東市區與周遭鄰近地區確實會因為熱島效應的影響而產生1~2℃的溫差，這個溫差在白天時?甚明顯，在中午過後開始增加，溫差最大值發生在夜晚。台東市的熱島效應普遍發生於下午17時至翌日清晨5時。

目前用以製成活性碳的材料為木材、椰子殼、稻殼等，皆為質地較粗的纖維材料，而我們採集校內福木及欖仁落葉製成活性碳，經電子顯微鏡觀察，孔洞密度皆比工業用活性碳大，孔洞個數較多，孔洞的大表面積有利於吸附雜質；經由磷酸化學活化的活性碳，甚至出現直徑20μm以上的較大孔洞，有利於吸附較大的有機分子。另外，在不同的落葉活性碳對於有色溶液的吸附情形中，不同前處理所製成的活性碳大部份對亞甲?及過錳酸鉀吸附效果頗佳；對重鉻酸鉀溶液吸附效果其次；而對硫酸銅的吸附效果較差，但所有吸附能力皆較工業用活性碳的效果優異，由此可知，我們自製的落葉活性碳能有效運用於校園實驗室有機染料及重金屬溶液之減廢處理，並達到校園廢棄物再利用的目的。