高中組

本研究主要探討在不同莫耳濃度的溶液中水分子擴散速率。本研究中，我們設計一種簡單的容器裝置，能左右分別注入兩液體並能於其中夾入一半透膜。我們首先利用此裝置探討在水和不同莫耳濃度的葡萄糖溶液中水分子的擴散速率，我們發現葡萄糖溶液的水柱初始上升速率趨近於線性，且上升斜率隨著葡萄糖濃度的增加而增加。但時間一久，隨著大量水分子的擴散，造成兩邊溶液的濃度差趨近於零，上升斜率的幅度變小而趨近平衡狀態。我們也發現如果兩邊都是葡萄糖溶液，且莫耳濃度差為一定值，所產生的水柱上升斜率會與一邊是水，另一邊容器注入此一差值的莫耳濃度葡萄糖溶液的情況相同。另一方面，如果我們使用一種莫耳濃度的硫酸銅溶液和水兩種溶液，在硫酸銅溶液容器邊所產生的液面上升斜率和兩倍於這種莫耳濃度葡萄糖溶液與水所產生的水柱上升斜率是相同的。之後，我們以理論推導出水分子在溶液中初始狀態的擴散速率。我們在本研究中，有三個重要創舉與貢獻：一、自行設計一種便於拆裝的兩個相接容器之實驗裝置，沒有漏水現象，且具再現性的實驗結果，提高實驗精確度。二、首創以「液面高度造成的壓力及水分子熱運動的碰撞」與「兩邊溶劑水分子數差異造成的擴散運動」的理論，推導出水分子在溶液中初始狀態的擴散速率。三、本研究中真正擴散通過半透膜者為「溶劑水分子」，所以針對溶劑濃度討論更能貼合實際應用。

本研究從小行星中心（MPC）網站取得彗星19P/Borrelly的觀測資料，利用天體光度曲線逆推（lightcurve inversion）為基礎的DAMIT程式繪製彗星的外形模型(Shape Models)。 若將繪製出的19P/Borrelly外形模型與深空一號(Deep Space 1)拍攝影像比較，發現彗星外形模型含有大面積的三角形，推測是星等變化受到彗髮的影響。由於67P/C-G與19P/Borrelly特性相似，本研究以67P/C-G為參考，對星等、距離及週期等因素進行人工篩選，以減少彗髮對彗星外形算繪的干擾。 本研究也同時探討彗星自轉方向，對繪製外形模型的影響。結果顯示，自轉軸指向的差異會導致反光面的變化，進而影響彗星的外形模型。

PME(pectin methyl esterase)果膠甲基酯?是維持植物細胞壁結構的重要酵素，可藉由分解果膠來調控鈣離子進出，間接影響細胞壁的完整性。本實驗選擇在實驗室中被篩出對熱逆境敏感的突變種，以NaCl、ABA、GA加入培養基，探討不同濃度下，突變種與wt根生長量的差異；另一方面，我們也用RT-PCR看逆境與激素對此基因RNA量的影響。實驗發現在NaCl逆境裡，此基因RNA表現量下降，但在ABA中卻呈現上升的趨勢。根長實驗部份，098874c的種子在NaCl與GA的環境下，有差異大於wt約10%的情形。而859540的種子在ABA環境內，其生長情形比wt好，在GA處理下則較差，此部份差異也都達10%。RT-PCR兩種處理的結果符合根長實驗呈相反趨勢。所以At3G49220基因對植物生長確實有影響，但在鹽逆境、ABA、GA環境下影響不似在熱逆境下顯著。

本研究係針對藍牙遠端控制程式進行探討與應用。利用手機藍牙遠端控制延長線之插座電源獨立開／關或一次全開／關。本研究主要功能如下：一、利用手機藍牙遠端控制插座開／關，免除插拔插頭及切換延長線上開關之麻煩。同時避免因頻繁插拔插頭造成插座損壞及插拔過程中潛在的危險。二、系統設置一總開關，可一次控制所有插座開／關。同時各插座分路亦可分別獨立控制開／關。方便使用者操作。三、研究顯示，一般家電在不使用情況下，若未拔下插座亦會造成電能流失。本作品藉由更便利操作行為，養成使用者隨手關閉插座電源習慣，節省能源。四、硬體建置完成後，若欲增加插座功能，如定時開／關功能等，僅需修改手機APP程式即可，大大增加本作品功能性與便利性。

本研究以實驗方法觀察受聲波激擾的噴流之等溫流場特徵及燃燒火焰行為，探討聲波激擾對噴流的混合特性及燃燒性能之影響。使用熱線風速儀量測聲波激擾引致噴流出口速度振盪的特性；應用流場可視化技術，觀察噴流的流場特徵；藉著量測噴流之側向擴展寬度，比較噴流受聲波激擾之前與之後的混合與擴散特性。最後，丙烷作為噴流的流體，點燃噴流形成燃燒火焰。觀察燃燒火焰的顏色與外觀尺寸變化，探討聲波激擾對燃燒噴流的燃燒性能之改善。結果發現聲波激擾噴流時，藉著「回吸預混」、「渦漩形成、演化、捲入、破碎」與「紊流增強」效應等物理機制，有效提升噴流與週遭空氣的混合與擴散特性，因此，在實際燃燒噴流的工業應用，可以明顯的提升燃燒效率。

本研究針對不固定的包裝方式下，物體擺放及內容物所占空間及實際體積做一番物理及數學分析探討。企圖進行塑膠減量的方式，以減少包裝時塑膠袋的使用，研究實驗以夾鏈袋及粉筆為實驗材料，並記錄相關的的實驗數據，再以實驗解析方式建立模型，提出相關結果及建議。分析結論如下：由環保塑膠減量的角度思考，塑膠減量時若可以自由選擇裝載物品時，此時根據置入內容物的根數，以四層混合置入及五層混合置入是最好的選擇，且若推廣之日後物品的包裝應用時可以降少塑膠袋的使用，達到節能減碳的環保功能。

在本次研究中，我們以共沉澱法[6]將奈米鐵粒子(Fe3O4)結合二氧化鈦奈米管(TiO2-nanotube,TNT)，形成奈米管奈米鐵粒子複合材料(TiO2-nanotube-Fe3O4 ,TNTF)。這樣一來，TNTF除了具有TNT的吸附、光降解的效果，同時也擁有磁性Fe3O4的可回收性。首先，我們以不同毫克數的TNT吸附亞甲藍，訂出實驗所需TNT的適當毫克數，再測試Fe3+：Fe2+：TNT不同比例的光降解能力，和觀察磁性強度，依照反應現象找出較恰當的比例。另外，我們也比較TNTF、TNT、TiO2(P25)對亞甲藍的吸附、光降解的效果。研究過程中發現，9 mg是比較適合實驗進行之條件，並不會因其過強的物理吸附而無法觀測光降解現象。在Fe3+：Fe2+：TNT方面，發現2：1：10的比例較佳，因其吸附力是TNT的2倍， TiO2(P25)的三十倍，降解力也比TNT和TiO2(P25)強。TNTF更具有不需過濾器即可回收的優點。

校園中的二種糞金龜為地道型之糞金龜，分別為三瘤糞金龜及紅斑糞金龜。二種糞金龜皆有性別二型性，雄成蟲頭上有角，而雌成蟲則無角；在雄性糞金龜中又有形態二型性，體型較大的雄成蟲有角，體型較小的雄成蟲則短角或無角。二種糞金龜成蟲不同體型之雌雄配對，育兒糞團的數量與親代體型大小無顯著相關。體型較大且有角的雄蟲協助雌蟲築巢，會增加育兒糞團的重量及體積。若交配完即移走雄蟲，在無雄蟲幫忙的情況下，育兒糞團的重量則與雌蟲體型大小成正比。體型較大的雄蟲與雌蟲配對能製作較大的育兒糞團，而較大的育兒糞團能培育出體型較大的子代。所以，二種糞金龜的雌雄成蟲合作築巢之行為皆可增加其生殖成功。

本實驗探討密度大於1g/cm3的BB彈於水中上浮之運動情形。本研究利用高速攝影機拍攝，觀察BB彈自由落下進入水面、下沉、停止、轉而上浮過程的變化，改變離水面的下落高度、玻璃水箱的水深等因素，討論不同條件對BB彈上浮的影響，經過實驗討論後，本研究得出BB彈上浮過程會經過三個階段：1.形成完整氣泡(空氣柱)、2.形成斷裂氣泡3.形成殘留氣泡，而且殘留氣泡的半徑要在一定範圍內(介於1.13mm~3.96mm)才會上浮，並發現在距水面高160cm時，BB彈上浮的機率最高。

現在大多數使用洗衣機來清洗衣物，當放入衣服後我們不能準確設定水量以及洗衣精的劑量，而不準確的水量和劑量將會導致衣服上有洗衣精的殘留，衣物卻無法完全洗淨，因此會導致水資源的浪費。洗衣精的殘留會造成身體無形的傷害，水的浪費也是人們關注的焦點。由上述得知現在的洗衣機並不能排除洗衣精殘留的問題，因為這個問題我們構想的洗衣機可以依照衣物的乾淨度去選擇洗清次數，甚至只用一次的洗清次數來達到完全洗淨的效果，產生這個效果的原因是將洗衣機內槽進行壓縮的動作，經由壓縮這個動作能夠使內槽泡沫由兩旁排除，泡沫完全排除後並自動進行水質偵測，可依照數據調整洗清次數，防止泡沫囤積來達到省水、洗淨的效果。