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國中組

不勞你手-秒收的神奇捲傘機

摺疊傘在市面上並無合適的裝置作整理,本研究研發手動及自動捲傘機,將傘葉收拾整齊,縮小體積來集束,並將其捆紮,解決雨天雨傘的收拾問題。手動的是設計傾斜支撐板和矩形閘門,讓雨傘在其上旋轉,以整理雨傘骨架並刮除水分;參考束口機的設計,研發用以捆紮的裝置。考量手動操作較難,因此改良為自動捲傘機,改裝部分為:製作固定傘的裝置,利用馬達、齒輪和皮帶,機械化旋轉與移動以達到集束與捆紮,全程以微電腦控制,使其自動化。手動捲傘成功率為88%,自動的也可以順利捆紮,經過兩者捲傘後,刮除水量 0~29c.c.都不會滴水。目前修改並打橫裝置,使馬達提升移動速度,並減少摩擦力、增加支撐力,操作模式改為同時轉動與移動,縮短捲傘時間。

探討磁場中不同載流硫酸鹽溶液的轉動效果

我們觀察磁場與電場交互作用下使電解質溶液轉動的現象,進而探討溶液轉動效果與溶液中離子的相關化學性質。首先由文獻資料中所提的實驗開始改進儀器設備與實驗方法,使測量轉速方式容易操作與測得數據,並使儀器微型化與減少藥品量,達到節能省碳的目的;並發掘多項影響轉速的變因(中心銅線粗細、電極與磁極的配置、中心銅線與磁鐵中心的相對位置、溶液多寡、濃度、電壓),掌握因素後,才獲得穩定的數據。起初求得溶液轉速與電壓大小有正比關係,又發現在相同電壓與濃度時,使用不同硫酸鹽,溶液轉動的轉速不同。其大小關係為 硫酸銅 > 硫酸亞鐵 > 硫酸鋅。經相關實驗探討後,提出V外 = V化學反應 + V離子移動的假設來說明此轉速關係。並以硝酸鹽驗證此假設。在求證過程中,又發現相同濃度且不同鹽類時,解離的離子數目也是影響轉動效果的重要因素之一。 (1) V外 :由溶液外部的電源供應器所提供的電壓。 (2) V化學反應:溶液中進行化學反應所需的電壓[=V化學反應(正) + V化學反應(負)]。 (3) V離子移動:溶液中造成離子移動的兩端電極電壓。

金屬導線或面板上交流電產生怪現象之研究及計時應用

白紙上的硫粉,不經意地用手去擦拭意外地發現硫粉產生疏密條紋 〝 是不是實驗室交流電壓 220電場內所引起的“展開研究。

方城規則E化

研究圍棋競賽瑞士制賽程編排準則與其邏輯,將賽程編排準則電腦化。應用Excel程式函數語言建制賽程表與實際比賽賽程表做比較,結果與實際比賽賽程表相符。

這是什麼數列? 1,1,3,5,11,21,43,???

當老師有一次在課堂中講解數列時,我們在課本中看見了一個很奇怪的數列1,1,2,3,5,8,13,當時只是知道後項是前二項之和後來經老師講解之下才知道這一個數列就是有名的費伯納西數列(或兔子數列), 哦!原來數列也可以這麼有趣,後來我們突然想到一個問題:就是在費伯納西數列中如果大兔子生下的不只一對小兔子而是生下二對小兔子的話這一個數列又該如何寫呢? \r \r \r

重不重有關係嗎?柳丁甜度之研究

在購買柳丁時要挑選什麼樣外觀或特性的柳丁才會比較甜呢?本研究取二十顆柳丁觀察其外觀特性,先分析出九種外顯因子 (重量、體積、密度、外皮厚度、外表顏色、底部圓度、外皮光滑度、果肉多汁性、酸度),最後以可測量性及可分辨性決定其中六種 (重量、體積、密度、外皮厚度、外表顏色、底部圓度)。再取九十顆柳丁測量其外顯因子及相對甜度,並分析這六種外顯因子與甜度的關係,初步結果顯示外表顏色及底部圓度與甜度有正向關係。本實驗採用自製糖度測試器,來測量柳丁之相對甜度,並以蔗糖重量百分濃度溶液(Brix 0%、5%、10%、15%、20%)校正糖度測試器,取得標準溶液與測量值之對照關係。並另取一百四十四顆柳丁測量其外顯因子及對照甜度,來驗證初步結果,此時並增加一個新的因子─擺放時間。研究結果顯示:一、柳丁甜度與其密度、外皮厚度之間並沒有絕對的關係。二、重量、體積與柳丁甜度關係不明顯,而同批柳丁愈重愈大較甜,但太大又不甜了。三、同批柳丁外表顏色愈黃愈甜。四、同批柳丁底部圓度愈明顯愈甜。五、同批柳丁採後擺放時間愈長愈甜。

鹼性電解水餵食禁食後的果蠅之存活效應

人體細胞因代謝作用而產生自由基,這是一種對細胞有利亦有弊現象。但是假如過度累積自由基則會嚴重影響生理功能,甚至導致死亡。過去研究知道鹼性電解水,是一種自由基的清除劑。但是並沒有實驗證明藉由喝電解水,可以清除動物體內自由基的並影響壽命證據。我們利用果蠅來測試餵食鹼性電解水,是否足以影響斷食後的存活率。令人驚訝的是,研究結果支持鹼性電解水對禁食後果蠅存活率可能有幫助。果蠅體內因斷食而導致氧自由基失衡的時候,鹼性電解水可能透過中和自由基,減少對細胞的傷害。但是,我們也發現鹼性強的電解水似乎對體質比較弱的個體(例如 Prx-1 突變種果蠅),幫助比較大,對體質比較強的個體(例如雌性野生種果蠅),不見得有助益。換句話說,本實驗結果支持果蠅在極端營養不足壓力下,餵食電解水可以提高其存活率。

神奇的燃料電池

本研究分成兩部分,第一是探討一般電源轉換成燃料電池的電源之電壓轉換情形,第二乃利用實驗室的簡易儀器仿製伏打電池來製作燃料電池,並探討加入合成清潔劑使其產生泡沫後,電壓是否能夠穩定。在第一部分的實驗中,以電源供應器做為穩定的供應電源、0.1M 硝酸鉀做為電解液,依供應的電壓、通電時間與電極(實驗室碳棒)在液面下的接觸面積的不同,結果發現電壓越大,或通電的時間越久,或電極接觸面積越大,燃料電池剛開始的電壓越大,且電壓下降的也越緩慢。第二部分的實驗中,仿製伏打電池以自製燃料電池,正極部分使用未稀釋的雙氧水加上少許的二氧化錳以產生適量氧氣,負極部分則使用固定面積的鋁箔片加上濃度相同的鹽酸或氫氧化鈉以產生氫氣,電極材料使用4B 的鉛筆心(4B 為三種碳棒種類H、2B、4B 中效果最佳者),以1M 的硝酸鉀做為鹽僑,並探討加入合成清潔劑產生泡沫後是否可以使電壓穩定,結果發現鋁箔片與氫氧化鈉產生氫氣的反應較佳,且增加接觸面積時,燃料電池的電壓較大、電壓下降的時間較長,而加入合成清潔劑後,電壓更加穩定。每添加一次鋁箔片以產生氫氣時,電壓可以立即回復至最大電壓,證明氫氣燃料電池使用時若電壓下降,則必須繼續添加反應物質。而當負極溶液中沒有氫氣則無法產生電力,更證明了氫氣與氧氣是本實驗之自製氫氣燃料電池的電力來源。

地熱噴泉模型實驗

本校去年十二月舉辦自強活動經過大屯山區,看到許多噴泉於是引起探求噴泉發生的原因,製作模型加以解釋。

從平面到空間- 廣義四邊形磁磚的設計法與應用

著名的荷蘭籍藝術家M.C. Escher以手繪的方式,創作了許多豐富且極具創意的密鋪圖樣。然而,在張瑜軒的研究[6]中,以加減遞補的方式來詮釋M.C. Escher的繪圖方法,這對於結構解析與製圖的設計方法上並無太大幫助。本研究主要以正方形為基本單元,首先利用已知的4種等量變換 (Isometry) 推論出正方形磁磚邊的作用方式共有9種;再利用窮舉的討論出共有47種設計方法,其中44種可以密鋪;並對M.C. Escher的圖樣做結構解析,在結構解析下配合快速且精確的方法製圖,創作新圖樣。最後,從二維平面延伸到曲面及立體圖形上,探討正方形磁磚在各種不同曲面及立體圖形可密鋪的設計方法。如:環面(Torus)、圓柱曲面(Cylinders)及著名的莫比紙圈(Mobius Strip)和正六面體(Cube),在適當軟體的支援下,將可以在平面與曲面上輕鬆製作富有創意的新圖樣。