生活與應用科學科

我們南部沿海地區遇颱風季節，很容易發生水災，生命財產損失慘重，為了防止泡水車，我們規劃一連串的實驗與研究，並設計「可拆卸組合式隨浮力升降停車位」，製成模型和原型，並在泳池中試驗。設計實驗先在容器裡加水，再把切割好的保利龍放到水裡，然後放上不同重量的砝碼，測量看看不同重量的砝碼，保利龍會下沉多少，計算出它的承載重與下沈量的關係。再根據數據算出最適合尺寸的保利龍塊製做停車位原型，並用泳池試驗，把沙灘車放在停車位上面，慢慢的把水加進去，看看放了沙灘車的保麗龍塊是不是真的會浮起來。

國中生物課本第七章蛋的構造，使我們知道蛋的性狀都不相同，蛋的外觀及內部的色澤、凝固強度差異極大。我們吃的酸蛋、皮蛋、水煮蛋、溫泉蛋，是否受到溫度、酸鹼性的影響？是否蛋浸泡不同酸鹼溶液及加熱會影響蛋黃、蛋白的色澤及凝固性？激起了我們的興趣而去深入研究探討。

這學期自然課第一單元老師講到「熱和我們的生活」，使我燃起對太陽能爐的熱情。於是，我和老師討論後決定做個研究。老師建議我：先瞭解一些問題，譬如：有哪些方法能聚集太陽熱能？什麼顏色的玻璃當太陽光穿透後溫度最高？什麼材質（顏色）的反射板反射出來的光線最強？於是我先參考書中的知識來做一些實驗，結果發現： 一、透明玻璃較各種有色玻璃在鎢絲燈(仿太陽光)的照射下，光穿透的強度最強。 二、太陽光經反射板反射後，陽光的亮度與溫度與反射板的反射面積大小及表面光滑度成正比，且聚光愈集中，溫度愈高。 三、黑色鍋具的聚、吸熱效果最佳。 依據上面實驗結論及網站上前人的經驗，我們選用較經濟實用的鋁箔、自黏式鋁箔膠帶及自黏式PE 鏡面板做成反射板，並加以組合成近似拋物面(錐形)的反射聚熱爐具，再以透明玻璃容器充當保溫罩，內置易吸熱的黑色鍋，並以185W 赤光燈模擬太陽光照射爐具，經多次實驗改良驗證，終於設計出聚熱效果佳、爐具輕巧好攜帶、製作組裝容易的太陽能爐具。接著我們將這個太陽能爐具放在太陽光下測試，結果真的證實太陽光能將生米、綠豆、雞肉煮熟喔（如圖1、2、3）！

從國小三年級開始練習棒球以來，時常在練球時，對一壘、二壘、三壘要擺在球場的那個位置才正確，總是打個問號。在做投捕練習時，最常聽見的對話就是〝教練，投手要站在哪裡〞。這時候就看到教練算著步伐告訴投手，投手板的位置大約是在那裡，這時大家就能快樂的練投。因此如果能夠有一套裝置，能夠方便的量測投手板與球場壘包間的角度與距離，則對於喜歡打棒球的我們，就不會在比賽與練習的時候對投手板和壘包距離是否正確產生懷疑。也不會因為不正確的訓練距離或比賽場地，造成運動傷害及影響比賽成績。

路上看到挖了許多小洞的廣告看板，激起了我們的好奇心，著手探討各種不同因素對大型看板穩定性的影響，希望找到一種可以增加看板穩定性的方法或建議。進行實驗探討獲得重要結論如下：一、看板上挖洞的總面積越大(包括挖洞數量增多或挖洞直徑變大)，風對看板的阻力就越小。二、看板如果只是挖洞在某一角落，會使看板的單邊受到較大的風阻，容易發生倒塌或破損，因此，建議挖洞最好挖在中央位置或帄均分布在整個看板上，不要因為避開圖文而挖洞在某一角落。三、在有限的看板面積下，可以設計『挖洞小而數量多一點、採全挖方式分布於看板周圍』的挖洞方式，將可以使看板所受風阻較小，增加看板的穩定性，又可以避開看板中央的圖文區域，達到最有效的設計與利用。

我們想解決學校教室「西晒」嚴重的情況，於是利用偏光片設計出加裝在窗戶上美觀又實用的自動減光裝置。首先，我們探究市售膠膜在兩片偏光片中所呈現的顏色變化，找到最佳膠膜製作減光板。接著以自製窗戶模型找出各層減光板的減光率及室內溫度變化情形。接下來，我們摹擬太陽在夏至、春秋分、冬至時的方位及高度角，探究東晒及西晒的實際情況及減光板減光效果。最後，我們利用輪軸動力傳送方式，研發出美觀又實用的自動旋轉減光裝置，第一代：能以紅外線遙控器控製偏光片旋轉；第二代：根據太陽在夏至、春秋分、冬至的日晒情形設定電子定時器，每日自動減光。第三代：利用動力機器人的光感應器及ＮＸＴ軟體設計出全自動光感應減光機。

為了要檢驗肉眼無法辨識的微小動態變化，例如：一小時內植物的生長量，或五分鐘內液體的蒸發量。本研究結合樂高積木與LABVIEW 程式的控制，並利用光槓桿原理設計出可自動測量連續性微小變化的儀器。自實驗過程中，不斷嘗試改進儀器的精密度可達10-3cm，成功測得一滴水可增加的液面高度，與五分鐘內液體的蒸發量；並且可以知道在一小時內植物的生長高度變化量。希望能改善全國實驗室難以在短時間內測得動態變化的狀況。

上一屆作品「pm2.5遠離我」，探討如何藉由通電的金屬網吸附pm2.5，達到約32％的過濾效果，這次利用冷凝的方法來降低pm2.5的濃度；大約可以平均降低63.4%左右；過濾時, 大氣中水氣相對濕度愈大，過濾效果愈好；測量被吸附的水滴中，含有更多空氣中的雜質；最後探討在室溫不冷凝的狀況，只用水過濾，過濾效果仍有37%，這可以減少因為冷凝而耗費的能源。在密閉空間中自然蒸發樟腦油或是薄荷油等，即使氣味濃烈，偵測不到氣味分子的數值，但是加熱使蠟燭蒸發或是燒2張A4紙、線香，都使密閉空間中pm2.5數值飆高至危險值的10倍左右，幸好用水或甘油過濾都能有效降低。

由於能源短缺，化石燃料的大量使用，造成溫室效應、地球暖化、氣候異常、\r 空氣污染，所以我們要尋找替代能源的燃料如氫氣、天然氣，將化學能轉化成電\r 能產生動能的電池，根據研究的專家說，燃料電池並不是電池，而是代替內燃機\r 的發電機，它的發電效率高達50~75%，比傳統火力發電更節省燃料〈火力發電\r 效率約35%〉，不會造成環境污染，它的應用很廣，所以，我們就以容易取得的\r 材料，應用在交通工具或攜帶型與家用型的物品上，並以微小的電流量讓迷你車\r 動起來，以改造動力來源達到節能減碳的目的。

透過模擬實驗，知道鏡子起霧是因水蒸氣遇到冷產生顯著溫差，在鏡面上凝結成霧。就\r 像從冰箱取出的飲料罐外頭凝結了小水珠(霧)及喝熱湯時在鏡片上形成霧一般。\r 將起霧的鏡子，利用吹風機的熱風吹，可迅速除霧，是因小水滴吸收熱量，及空氣的流\r 動，將水滴蒸發、乾燥。利用吹風機的冷風吹，加速空氣流動，也可較快乾燥水氣。放\r 在室內自然蒸發的方式除霧較慢，是少了高溫蒸發及空氣流動的緣故。\r 防霧劑和各種化學合成洗劑，幾乎都能有效防霧，因含有界面活性劑，可降低或破壞水\r 的表面張力，使水氣無法在鏡面上凝結成水珠(霧)。但這些石化製品，卻會危害健康及破\r 壞生態。因此，我們設法尋找含有天然界面活性劑的洗劑來取代，並用其水溶液養植黃\r 金葛以證實安全無虞，進而研發調配成天然防霧拭鏡紙來防霧，符合自然、環保、健康\r 又方便攜帶的優點。