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國中組

綠焰重生---落葉碳質燃料在熱電晶片發電應用研究

本研究收集7種落葉、混合9種及隨機取得3袋落葉,以1、2、4噸加壓成型及300℃、400℃碳化製成碳質燃料,並利用自製燃燒爐-水杯系統探討其燃燒特性。研究發現,葉脈比率較高者,粉末的大中顆粒比率、碳質/灰分比、水杯吸熱值與升溫速率等皆有隨之升高趨勢;葉質亦明顯影響碳質/灰分比與熱值,順序為:單子葉紙質>雙子葉薄革質>雙子葉厚紙質。製程方面,400℃碳化的碳質燃料其碳質/灰分比低於300℃者,但水杯吸熱值與升溫速率則明顯較優;提高成型荷重可使碳質燃料密度、碳質/灰分比、水杯吸熱值呈上升趨勢,升溫速率則呈下降趨勢,而以2噸較佳。經檢量推估,落葉碳質燃料燃燒熱值約4360~5888cal/g,與市售褐煤相近。落葉碳質燃料的最佳製程為2噸成型荷重與400℃碳化,並利用熱電晶片自製改良三代熱電小屋進行熱溫差發電,充分展現其發電潛能。

小小晶球真奇妙!

我們利用兩種食品添加物-海藻酸鈉及明膠來模擬晶球在人體中的變化過程,以解開晶球在人體之謎。研究結果發現,此兩種材質濃度太高或太低會無法成球形,因此,海藻酸鈉膠球濃度須以1%、3%及5%;明膠膠球濃度則以25%、30%及40%,讓其在不同的酸鹼值環境下,進行測試實驗。而這些材質及濃度之下,呈現出較符合人體模擬條件的是海藻酸鈉膠球濃度3%及明膠濃度40%,因此,我們選此兩種材質及濃度度來進行模擬人體生理狀態之實驗,實驗結果顯示,明膠膠球由於會受限於溫度的影響,無法達到我們的要求,而海藻酸鈉膠球的實驗結果則較接近光泉晶球。因此,我們成功地模擬了晶球在人體中可能的變化狀況,讓我們知道晶球對於優酪乳中的益菌,真的發揮了相當大的保護作用哦!

拿破崙三角形與畢氏定理的聯想

以任意△三邊為直徑的半圓,依相同圓心角所畫出來的三切線相交所成的△必與原△相似,不論這些半圓同時向外畫或同時向內畫或內外混雜著畫,所作出來的△一定都與原△相似。對任一直角△,若兩股的半圓往外畫,斜邊的半圓向內畫,取圓心角為30°時,所作出來的切線△與原△的邊長比值恆為 ? ,本文掌握它的逆向作圖法,因此對任一直角△,若按此法連續作n 次,即可得2n 倍的相似△,反之可得(? )n 倍的相似△。 外拿破崙△與內拿破崙△ 的面積差恆與原△的面積相等,這是一個著名的拿破崙△性質,本文發現了一個同樣有趣的性質:在同圓心角的條件下,向外與向內切線△的對應邊長和,恆為圓心角是0°時的邊長的兩倍。

彈性碰撞之模擬實驗

於高中物理實驗(PSSC力學實驗10)”二度空間碰撞"中 ,利用物體水平拋射運動之水平位位移以測其水平速度,進而說明兩鋼球於不受外力作用下,碰撞前後之總動量守恆。此實驗對速度之測量及實驗結果之表示,應有良好之效果,惟以實驗儀器之設計太過粗略,因此,對兩物體碰撞後之動量及動能無決作更進一步之探討。

情網!茶色姬鬼蛛(Neoscona punctigera)結網機制之探討

茶色姬鬼蛛為台灣低海拔平原常見的蜘蛛,會結不同型式蜘蛛網。本研究探討不同環境因子、不同性別比例以及不同生理狀態下茶色姬鬼蛛結網行為的改變。研究結果顯示,模擬自然棲地之極端溫度、極端風速已及極端溫度後,茶色姬鬼蛛網型不受改變,而飢餓程度、結網空間,並不會影響結網所需時間,結網所需時間僅受到個體數與體型大小所影響,研究也發現,性別的差異則同時影響茶色姬鬼蛛之結網速率及結網形式。?合所有實驗結果分析,茶色姬鬼蛛表現特殊之結網行為,有別於往昔科學家對結網之描述,值得更進一步之探索。

氣流流經物體表面時的現象研究

在郊區或鐵路旁邊,經常可以看見疾駛而過的汽車、火車後頭揚起一陣灰塵、紙屑、輕質物體… …形成一種淤渦狀的肚觀鏡頭;於是我們進一步觀察,發現其飛揚的情形,隨著車型、車速的不同而千變萬化”那麼,當氣流經過各種不同形狀物體的表面時,是否會產生不同的現象?課餘,凝望四周工廠嬝嬝的飛煙,飄過青山、飛過綠野、越過河川 …… 突然間,我們想到是否可以藉著煙霧來做實驗。因此我們開始著手下列的研究

會發電的夾心餅乾(致冷磚發電)

從科普文章中得知道“當兩種不同材質的導體或半導體相接形成迴路,且此兩個材料有溫差存在時,此連接的迴路會產生電位差與電流。我們突發奇想,如果將致冷片製作成日曬發電磚,結合水塔水流管散熱,那麼太陽曝曬外牆的熱經由發電磚就能發電。我們將四片致冷片、銅片和一些材料製成發電磚並進行熱源模擬及冷面散熱,實驗數據證明當有溫度差25℃時的1米平方大小的發電磚可有90W的發電功率,即0.09度(KWh)的發電量。進一步加上電子升壓電路模組及一些電子元件,將此實驗結果製作幾個實際應用案例,來點亮LED燈板; 手機充電; 溫差動力小船及溫差發電手電筒等。在未來當致冷片材料的熱電優值(ZT)有突破性的提升時,用致冷片發電是具備環保且商用化的發電方法。

日曬剋星-火龍果皮花青素防曬之研究

本研究以蒸餾水加熱葡萄皮、紫高麗菜及火龍果皮的方式,萃取深色果皮或菜葉中所含花青素,並以自製實驗裝置檢測其花青素萃取液具有遮白光及紫外光效果。萃取過程中發現將果皮乾燥處理、改用甲醇或乙醇當溶劑來萃取花青素,上述方式都會加快及提升花青素萃取的量。自製防曬乳中加入火龍果皮的花青素萃取液,其遮紫外光效果(電阻值)約為未添加花青素萃取液的1.5倍;將火龍果皮乾燥處理並以甲醇為溶劑的花青素萃取液,在添加工研醋當染媒劑的情況下,麻布染色定色效果佳,且其遮擋紫外光能力(電阻值)遠較未經處理的麻布優異。

當佛萊明碰上法拉第一電磁無聲引擎的研究

由於磁浮技術的長足進步,使得磁浮系統即將成為陸上交通工具的明日之星,而推進磁浮列車所運用的線形驅動器,則是另一種形式的電磁動力,不同於傳統的旋轉電機,惟其作用力仍依照弗來明左手定則產生直線運動。線形驅動技術除了應用在磁浮系統外,還有沒有其他方面的應用呢?它可以用於航空器或船隻嗎?它能否取代一般的旋轉電機或者內燃機械(引擎)嗎?

從天秤 — 布拉萬看藤原效應與怪颱的關係

西北太平洋颱風形成後,影響其路徑的因素包括:太平洋副熱帶高壓的外圍環流、鋒面系統、其他熱帶低壓、高空西風氣流的位置、及陸地高山地形等。其中,與其他熱帶低壓之間的交互作用會產生「藤原效應」,往往導致颱風移動方向及速度的改變,其移動路徑也經常變化莫測、飄忽不定,令颱風預報人員傷神,令政府大小官員緊張莫名,也令防颱、救難人員繃緊神經,百姓更是盯著電視、電腦,關心颱風動態、關心災情、關心菜價、關心是否停班停課?首先我們以簡單的實驗模擬並了解何謂「藤原效應」,再針對天秤和布拉萬颱風的相關氣象資料,分析兩者間是否發生藤原效應,及此效應對天秤、布拉萬颱風造成的影響。進而比對歷史上一些有名的怪颱,了解其之所以稱為怪颱是否都和藤原效應有關?