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國中組

飲料黑白配「胃」何「藥」不得-飲品對於制酸劑藥效之影響

小時候因為藥苦,想用飲料蓋過,又聽說「藥苦可以配果汁」,但真的可以這麼做嗎?本研究以常見的制酸劑做為實驗反應物,透過與飲品溶解、與模擬胃酸反應後的沉澱量以探討飲品與制酸劑的相互作用關係;此外再以RO水、酸性、鹼性不同性質的飲品,分析制酸劑在不同飲品下對模擬胃酸pH值的變化。 研究發現:傳統飲料冬瓜茶在本實驗中對於中和胃酸有顯著、正向的效果。在與氧化鎂制酸劑搭配下,這個陪伴我們共同成長的台灣特有飲品具有相當好的中和能力!因此,根據我們的結果,多飲用冬瓜茶,不僅能使胃中的pH值提高,也能提醒國人重視這個古老的傳統食品!另外台灣人泡茶文化風行,若是服用固胃好制酸劑則搭配鹼性離子水或綠茶的中和效果也相當不錯。

霧裡看花~誰像誰

本研究主要探討以軌跡法做出平面多邊形的軌跡圖形與原圖形之間的關係。文中主要分成三部分加以分析討論。首先,將三角形以軌跡法做出後,觀察軌跡圖形與原圖形的關係。其次,軌跡圖形與原圖形是否存在一定的規律,對於不同的多邊形是否都存在此一規律?最後,以數學概念證明出軌跡圖形會與原圖形相似或是全等。從中發現在菱形的相似圖形尋找過程中,當原來菱形的內角分別為60°、120°、60°、120°時,其他兩點的軌跡線所形成的圖形與原圖形具有全等關係。接著更進一步分析與討論此一情形後,歸納出當所選定的軌跡點至定點的距離等於定點至動點的距離,則該軌跡點所形成的軌跡圖形會全等於原圖形;反之,該軌跡點所形成的軌跡圖形會相似於原圖形。

太陽電池在靜止平面與移動載具之最佳儲能研究

本研究探討太陽電池在平面與載具之創新儲能應用,使太陽電池以簡單的方法得到最大的吸收能量。首先,利用Stellarium天文軟體,完成太陽電池最佳方位角與仰角的計算方式,使太陽電池能夠保持在最佳方位。然後,依據光學反射原理,提出全新的鏡面最佳轉角定理,使得鏡面反射之轉角得以迅速精確計算。並藉由引入GPS衛星定位功能,將此太陽電池能量追綜方法,由靜態的地面應用,推展到動態的載具應用。本研究成功將此技術應用於移動載具,達成載具最大能量儲存之目標。最後,經由平面與載具之太陽電池實驗結果顯示,利用本文提出的創新研究,與單純平放太陽電池之儲能作法比較,若能將反射鏡或者太陽電池隨時對準最佳方位角與仰角,可以獲得多出20%~50%的免費能量!

密碼鎖-完美控制的正交拉丁超立方家族

密碼鎖由K個旋鈕組成,旋鈕上有 種不同號碼,若旋鈕中僅有1個錯誤仍能打開此鎖,問最少嘗試多少組號碼能保證打開鎖?此問題等同於在 元K維超立方中找一組點集,點集中的點各自向其K維度畫出延伸線,若NK所有點都至少被1條延伸線所涵蓋,求重複涵蓋的次數總和要最少。 50屆全國中小學科展中討論過NN+1的情形,我們繼續分析NK,K=1+N+N2+⋯NE-1個旋鈕的情況,發現任意正整數N、E,我們能構造出最小控制集,且所有延伸線間涵蓋的點都不重複,稱為完美控制,而保證打開鎖的最小次數是ND ,D=K-E。

雞母珠之迷與謎

雞母珠是一種含有劇毒的豆科植物,尤其是種子的部分。我們鎖定目標探索雞母珠種子的毒理作用,並設法找出解除毒素的方法。一方面,用水和有機溶劑去萃取其毒素,測其效能。另一方面,使用鹽酸、氫氧化鈉等化學藥品、加熱、酵素、調pH值等方法,設法解除其毒性。並以水蚤作為生物感測器。最後我們發現使用低劑量煮沸過的雞母珠種子萃取液添加在水蚤的生長環境中,竟可使水蚤長得比對照組更好。如此兩極化的轉折,一如雞母珠種子之外觀,令人驚豔不已。再者,我們研究的對象是雞母珠種子的萃取物,屬於複合物,其表現也和其他研究者針對雞母珠種子單一成分所得到的認知大相逕庭。我們的研究將一一解開雞母珠之謎。

「打手機鄒(Taso ci cou)的智慧」-探討鄒族手持趕鳥器之力學聲學及實際效能分析

本研究主要目的為探討鄒族手持趕鳥器之力學、聲學及實際效能。我們發現鄒族趕鳥器為省時費力機械,手持位置須遠離支點,製作最佳材料為桂竹>綠竹>麻竹,一節竹子長度越長可以打擊出較大響度聲響,寬度為6.5cm為最佳製作趕鳥器的寬度,竹節個數以二個為最佳的製作個數,新鮮的竹節製作出器響度和頻率較高的趕鳥器,但竹子放置乾燥後聲音會變清脆,反而可以出現除了基頻以外多個明顯的泛音,也非常適合作為打擊樂器素材,我們實際將音頻錄製後,置於小米飼料旁,發現響度高的鄒族趕鳥器音頻前四天可以有效降低鳥害,但鳥仍有耐受性,故每一支趕鳥器均有其價值,值得保存此珍貴祖先手工智慧。

「殼」以隔熱,「殼」以隔音

本實驗研究-小麥、花生殼、龍眼殼、咖啡渣、葵瓜子殼是否有隔熱和隔音的效果。 以白膠和糯米為黏著劑製成各種殼板,測量其在不同厚度時,在室外陽光和室內燈光下的隔熱效果,以及不同波型和頻率下的隔音效果。實驗顯示: 一、五種殼板都有隔熱降溫的效果,效果最好可達到15℃(白膠底)和13.2℃(糯米底) ,平均花生殼版的隔熱效果最好。 二、氣溫越高,殼板的隔熱效果越好。 三、殼板的密度對隔熱效果影響不大,但對隔音有一些影響。 四、隔板增厚之後,隔熱不一定變好,但咖啡渣、小麥隔熱效果可增加4℃之多。 五、殼板都有隔音效果,0.5公分隔音效果最好的是咖啡渣,1公分效果最好的是龍眼殼。 六、殼板增厚後隔音效果都變好,只有咖啡變差。

〝得來塑〞 --- 海洋微塑粒清除系統之設計

聚乙烯(HDPE與PE)最能被油品吸附,矽油最高吸附PE(68.2%),葵花油吸附HDPE(50.0%),若要使用塑膠,應以聚乙烯成分優先。考量流速與吸附率的迴流吸附係數RAC(Reflux adsorption coefficient),靜態吸附塑膠使用矽油最好,迴流吸附則使用針車油最好。迴流裝置對塑膠回收率:第一次為 86.7%,第二次為 95.8%,第三次迴流為吸附56%,因此利用吸油法吸收塑膠不適合三次以上迴流。廢棄暖暖包因含活性碳,所以使用廢棄暖暖包來固化油品最佳。體積比例為廢油:暖暖包=1:2時,具有不漏油且量最少的經濟效果,固化時間需4~5天即可將廢鐵粉交鋼鐵廠進行後續處理。

磁旋追能

為了能夠有效利用到各角度的風,我們自製了一台直立反轉式磁浮風車,本研究一開始探討著葉片寬高比對轉速的影響,並進一步了解扇葉方向、受風面及彎曲程度對轉速造成的影響。另外,我們,改良風車扇葉重疊程度,製造不同的風罩形狀,改良在固定風力下的有效轉速。我們最後改變磁鐵磁力,並探討找出轉速最佳的風車並發電,觀察其磁通量的變化,並找出發電效率最佳的風車。

二刀流十傑 — 從S=A+B+C=定值的推推樂遊戲談起

〝十傑〞指的是10個違反本文〝基本定理〞但仍能保持相似的△。二刀流指的是這十傑都產生在倒數第二條分角線上,在A,B,C三隊的〝推推樂〞團體遊戲活動過程中,本文發現從對應的輾轉相除法中可取得有用的P值、Q值、R值,用於推導演算規則預判遊戲結果。而在S=180時,使用分角線幾何作圖,可用來重新發現△中的Bevan Point,又利用前述建立的演算規則可推導倒數第二刀交叉形成的△的三內角及其順逆時針偏向屬性,進而在整數內角角度中找到10個特殊的相似△(本文稱之為十傑),這10個特殊的△的三內角有一定的特殊相關比例,利用這套比例關係式及S值的標準分解式可在任意S值遊戲中找到對應的〝傑數〞,非常有趣。