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生活與應用科學科

環保「粉」重要-非「筆」尋常

本研究以自製研磨機,將蛋殼磨成粉體。排乙二醇詴驗中,藉反應速率與接觸面積成正比(4),推得溼磨粉體較乾磨細,再由廷得耳詴驗得知乾、溼磨7 小時之粉體皆達膠體粒子範圍(10-7~10-9m)(5),可由粒徑分析獲得證實,並得知溼磨10 小時之粉體粒徑最小(0.22μ m)。以溼磨粉體製作粉筆,透過附著率、剝離率、磨損量及粉塵飄散詴驗,測詴粉筆品質,得知蛋殼粉60%之粉筆(固含量83.8%)最佳,與市售粉筆之附著率分別為85.07、87.74%;剝離率為0.77、0.06%;磨損量為0.027、0.023 g/㎝;粉塵飄散集中區為0~7.8、30.0~82.0 ㎝。自製粉筆詴驗結果與市售相近,飄散結果更優於市售。以此比例製成有色粉筆,經實驗證實,添加植物色素及自製媒染劑,對粉筆品質無顯著影響,說明本研究之可行性。

神奇的金紙灰

本實驗主要是探討如何製作有效的防火塗料,使其達到環保又省錢的利用。 我們利用拜拜後燃燒剩下的金紙灰燼,來當作防火塗料的主材料並使用不同的黏著劑〈例如:膠水和白膠〉與金紙灰燼混合,塗在實驗用的冰棒棍上。經由設計九組不同的實驗,我們發現到純粹的冰棒棍在酒精燈上燃燒,平均約8秒即起火燃燒;若在冰棒棍表面塗上金紙灰燼加上各種不同的黏著劑所製成之防火塗料,其起火燃燒的時間均有明顯的延後。實驗結果也顯示不同的先後順序之塗料塗抹製程,其防火效果,也會有明顯的差異。 我們為求能獲得更佳的防火塗料,選用學校實驗室中的碳酸鈣及碳酸氫鈉藥品作為第二主材料,將藥品混合金紙灰燼與黏著劑作為防火塗料,使用碳酸鈣藥品的實驗結果顯示防火功效並不如膠水加上金紙灰燼來得好;而且意外發現使用碳酸氫鈉藥品加上膠水混合,產生縮合之化學反應,其產物有如一團橡皮筋球,無法作為塗料使用。 這次的實驗讓我們知道,像金紙灰燼這麼平凡無奇的東西,竟然也能發揮這麼令人意想不到的功效,實在奇絕!

史特林你真酷

本研究是以致冷晶片來降低史特林引擎冷卻部溫度提昇運轉效率,並使用發電晶片來提供致冷晶片致冷時之所需電力,希望能藉由此實驗探討,創造效能更佳的史特林引擎,降低對石油的依賴性。

天空之翼

摺紙飛機是大多數兒童對飛行夢想的開始,利用單張紙摺疊形狀,靠著少許的風力及玩者投射的力量以產生動力來飛行。摺法最簡單、最平常的一種紙飛機,只需要一張適合的紙就能做出來,而且還可以改變用不同的摺法來使飛行的效果不一樣,就是一個非常有趣的紙飛機玩伴。透過不同形狀的紙飛機來探討出什麼樣的形狀飛機可以飛的遠,什麼樣形狀飛機可以飛的久。你也可以對機身做小小的改變,使紙飛機可以飛得更順利!更可以透過這樣的改變使紙飛機飛到你想要飛得地方。

「風」華再現-風力發電的探索

風力發電是目前全世界成長最快的能源科技,雖然風力發電仍遭受成本高、效率不夠的批評,風力發電場甚至被形容成醜陋、噪音驚人、又危害生態,但專家們依然努力改良風力發電的裝置及設計,試圖設計出氣體流動性能良好的葉片,將動力傳導給發電機以開發能源。本研究的目的就是在探討扇葉設計與氣流之間所產生的互動關係,運用生活中垂手可得的材料,和實驗室中現成的實驗器材,設計一套簡易裝置來探索扇葉與風的神祕關係。

遨遊天空-破解木製飛機的密碼

多數的手擲機都是以珍珠板或紙張為材料,鮮少以巴爾沙木製作手擲機。因為木製飛機最大的缺點是易摔壞、製作繁瑣。本實驗研究目的是在尋找如何製作簡單且不易摔壞的木製手擲機。為了探討手擲機如何發射可以直線飛行較遠和滯空飛行較久,我們製作可以調整仰角、旋轉角度的「發射台」,用以測試飛機的飛行路徑。為了研究何種機型是最適合的手擲機,我們改變飛機的大小、機型,甚至改變主翼的形狀、上反角的角度、上反角的切割比例、機頭的長度比例等,探討最適合的手擲機結構比例。最後為了研究手擲機在室外有風時,風向、風速、飛行路徑的關係,我們改變手擲飛機與風向的角度,探討最適合手擲飛機與風向的角度。建議可以應用到教學、運動、科學比賽。

環保淨水器

去年夏天的颱風帶來大量的雨量,讓石門水庫水變得十分混濁,所以停水停了好久?下了大雨怎麼反而會缺水呢?新聞說化學藥劑明礬可以淨水,但是加太多對身體不好,所以我希望能找到既環保又有效的淨水方法來解決這個問題。並且設計了一個自製濁度計來測量辣木淨水的程度,並從實驗中不斷改良,讓它可以很清楚的顯示出溶液的濁度。在淨水效果的測量中發現許多事情:1. 辣木淨水的功能比明礬的效果好,而且辣木粉是天然無害又可大量取得;2. 辣木和明礬的淨水效果,跟粉末的比例以及泥水溫度有很密切的關係; 3. 不是所有的植物種子粉末都具有淨水效果;4. 泥土的顆粒愈細,辣木淨水的效果愈快也愈佳;5. 設計製作的環保淨水器具有良好淨水效果。

誰才是保麗龍的剋星

之前有研究已經證明麵包蟲會吃食保麗龍,但卻不知道俗稱麵包蟲的蟲到底是哪一種會吃保麗龍?效果又如何?藉由本實驗證明常被稱為麵包蟲的大麥蟲和黃粉蟲都會吃保麗龍,但以大麥蟲的效果較好。又在分解保麗龍時,將保麗龍裁成片狀有利於麵包蟲的食用、分解速度快;且保麗龍的顏色盡量以白色較有利於麵包蟲的取食。另外,還比較了這二種蟲對同為塑膠類製品的塑膠袋分解能力,發現這二種蟲亦會明顯吃食加了玉米粉粒的環保塑膠袋,更增加了這二種蟲在分解塑化類廢棄物的運用性,可作為我們環保的好幫手。

自動路邊停車系統原理探討與設計

在地狹人稠的台灣,停車位不足,常讓駕駛人在尋找停車位的過程中常讓駕駛人分心而肇事,停車位的狹小也考驗駕駛人的停車技術。樂高公司NXT機器人的超音波感應器可以用來測量物體的距離,而且NXT的伺服馬達可以很精確的由程式控制轉動,所以便想用樂高機器人來模擬汽車,探究自動路邊停車的奧祕。 經過不斷的觀察與測試後,終於能以模擬車模擬自動停車,雖然功能與人工停車較差,需要較大的停車空間。但若能提升超音波感應器功能,配合程式修正,相信一定可以提升自動停車的功能。

國王的新衣─幾丁聚醣在水果保鮮之研究

蝦蟹殼中有幾丁質,重?約佔三分之一,本實驗以蝦蟹殼做為原?,經清洗、粉碎後,再以鹽酸去碳酸鈣與氫氧化鈉去蛋白質處?後,最後再經高濃度氫氧化鈉去乙醯化,製造出幾丁聚醣,由於幾丁聚醣如溶於酸中可以得到比較高的正電,所以我們嘗試將幾丁聚醣溶於工研醋中,進行水果保鮮的測試,並找出最佳的保鮮條件為:0.5g的幾丁聚醣溶於工研醋中(使用2.5ml的工研醋配成50ml的水溶液),對於桔子、木瓜、棗子有比較好的保鮮能力,至於橘子與香蕉則有加速腐敗的情形,還有對於柳丁的保鮮能力無法看出。最後又仿照市售PE保鮮膜的方式,嘗試做成幾丁聚醣/PVA薄膜進行保鮮的測試,發現製成薄膜的保鮮能力並不理想。