全國中小學科展

生活與應用科學科

包大人警濕器

行動不變的老人,尿濕了有時並不自覺,而過多的查看,除了造成不便外,在冬天也容易導致感冒著涼,尿布警溼器於尿布溼至適當程度時發出聲響,可提醒看護者即時更換尿布,保持被照顧者的皮膚乾爽舒適,以避免溼疹、尿布疹等皮膚病變,也可使看護者照顧起來輕鬆又安心。

伯努利定律在樂透機上的應用

樂透機上的彩球,為何控制閥打開時,彩球就被吸管吸出。

垂直VS水平─震動對農作物產量的研究

我們這份作品主要是在探討垂直震動與水平震動對實驗中的農作物(苜蓿、小白菜),當處於每日固定時間的震動環境中,其發芽率與農作物重量增加值的情形。實驗分為實驗組與對照組,每天中午啟動垂直或水平震動裝置各 20、15、10、5 分鐘(震動強度大小相同);對照組不予以任何處理,震動時間 0 分鐘。然後每天觀察農作物的發芽數目及幼苗的重量增減狀況,計算出種子發芽率與幼苗重量增加值後,再將結果製表繪圖紀錄下來。研究結果發現,受垂直震動影響的苜蓿與小白菜種子發芽速率較快,發芽率高於未受垂直震動影響的苜蓿與小白菜種子。實驗中的農作物種子每日受到垂直震動時,可能增進了發芽機制的運行,因此使得發芽率高於沒有受到垂直震動影響的農作物種子。受水平震動影響的苜蓿與小白菜種子發芽速率較慢,發芽率低於未受水平震動影響的苜蓿與小白菜種子。實驗中的農作物種子每日受到水平震動時,可能影響了發芽機制的運行,因此導致發芽率低於沒有受到水平震動影響的農作物種子。受垂直震動影響的苜蓿與小白菜植物幼苗重量增加值較大,總重量增加值高於未受垂直震動影響的苜蓿與小白菜植物幼苗。實驗中的農作物幼苗每日受到垂直震動時,可能增進了植物生長機制的運行,因此使得重量增加值高於沒有受到垂直震動影響的農作物幼苗,這也可能和生長素的分布有關。受水平震動影響的苜蓿與小白菜植物幼苗重量增加值較小,總重量增加值低於未受水平震動影響的苜蓿與小白菜植物幼苗。實驗中的農作物幼苗每日受到水平震動時,可能影響了生長素的分布,因而抑制或延緩植物生長機制的運行,因此使得重量增加值低於沒有受到水平震動影響的農作物幼苗。綜合言之,我們的實驗發現:每日固定時間的震動以及震動的方式(垂直或水平),確實對於實驗中的苜蓿與小白菜種子及幼苗產生萌芽及生長上的增進或阻礙現象。

魔鏡

此研究是以自製陣列鏡片所組的平面聚光鏡來提高太陽光的能量,並研究熱幅射物質微粒懸浮在膠體溶液下,透光率與吸熱程度之關係,並以各種金屬、非金屬及氧化金屬微粒在膠體溶液下呈懸浮狀態下,對於太陽光幅射熱的導(吸)熱效能比較,尋找最適合的吸熱材以提升對太陽熱能吸收的效能。本研究所使用吸熱材的溶劑是矽油,因矽油處於高溫時的狀態較穩定。並且矽油通常都使用於保溫的器材上,所以矽油的保溫效果比其他材料良好。故我們採用矽油為我們研究的基本溶劑。

天啊!我看不到路標上的字!

在面向陽光時由於陽光光線直接進入眼睛,導致瞳孔縮小,此時前方物體就會因為背光而成黑黑一塊。同樣的,道路上路標的字體,也會因為背光情況下看不清楚,因此本研究探討如何減少背光對路標的影響,研究各種使字體能在背光時明顯顯示出來的方法,使開車族不會因為面向陽光而錯過轉彎的路口。由於陽光在不同位置時對路標的影響不一樣,因此我們設計製作一套實驗設備,其中有一組可調整明暗度及各種角度的燈泡組,藉以模擬太陽光在不同時間的照射狀況,並利用數位相機及測光表的測光系統,量測各種路標設計的透光率,經過研究找出最佳的路標設計方式。

「粉」「莫」登場

本研究旨在探討粉介殼蟲的防治方法,坊間一般對於粉介殼蟲的防治大都以化學農藥噴灑撲殺,本研究目的在於利用較天然、低汙染或環保再利用等材料製成噴劑來防治粉介殼蟲對植物造成的傷害。研究結果發現使用肥皂溶液、菸草溶液可以有效消滅粉介殼蟲,而且對受害植株與土壤並不會產生影響,而咖啡渣溶液對於粉介殼蟲有忌避作用可作為防治之用。食用醋溶液、苦茶粕溶液、薄荷溶液、辣椒溶液和蒜頭溶液都無法有效防治或消滅粉介殼蟲,其中食用醋溶液和蒜頭溶液更會造成植物傷害,所以不建議使用。

戰勝食神的「健康貢丸」-以低鹽控制蛋白質乳化效果之無磷酸鹽貢丸

市售貢丸幾乎都免不了食品添加物(結著劑、抗氧化劑、防腐劑等)的陰影;另一方面,網路上充斥的貢丸食譜,表面上好像避開了上述食品添加物,卻又加入了不知名的「食材」(例如標榜不含磷酸鹽類,卻加了含有磷酸鹽的泡打粉),但真有必要加入這些可能對健康產生負面影響的添加物嗎?因此,本研究以貢丸為研究材料,首先以自製儀器,探究貢丸的彈性口感該如何以科學方法予以客觀衡量,再依文獻中得知的低鹽低脂建議標準,探究如何以低鹽的製造配方與程序,控制豬肉蛋白質乳化作用,期望做出更勝電影食神中的手藝(即市售貢丸)之彈Q口感的健康貢丸。根據實驗結果顯示,以食鹽比例為1.33%的自製健康貢丸(不含磷酸鹽類等任何添加物),其彈性不僅優於著名市售貢丸,且能確保食品安全無虞。

彩虹人生

彩虹人生的研究,主要是為了照顧身心障礙者與老人在交通上的安全,原本想在柺杖上加貼反光貼紙,不過發現反光貼紙須有燈光照射才會反射,而照射到才反射的速度過慢,會讓開車的人及機車騎士來不及反應,所以我們改用LED,讓LED自動閃爍,這樣可以讓開車的人及機車騎士提早發現前方行人,讓身心障礙者及老人在行走時更加安全,而我們第一個燈用的是七彩燈,原因是可以帶動後面燈泡的震盪效果,有了一閃一閃的警示,提醒駕駛人及機車騎士的效果會加倍。起初設計要用IC「NE555」來帶動LED的震盪,外加半調式可變電阻「SVR」可以調整速度與亮度、不過我們意外發現,七彩LED原本就會閃爍,到電子街詢問,更發現到有各種不同的閃爍速度,加上七彩LED可以節省許多空間,所以我們得到共識,以七彩LED並聯後面的LED帶動震盪,取代了原先要以IC「NE555」帶動震盪的位置。

壓不扁的玫瑰花──『植物』形狀記憶合金及其應用

乾燥的葉脈標本,給人的是「鬆脆易破」的印象。但是「壓不扁的葉脈玫瑰花」,卻可以被折、被壓,而且噴灑水滴後,會重新綻放美姿,彷彿有生命力一般!我們試出不用傳統化學劑,比較自然、環保且能保留葉脈彈性的方法;利用葉脈小小的瞬間恢復力,製作些小玩意,請同學體驗葉脈「瞬間恢復力」的樂趣,我們看到同學眼睛為之一亮的神情!恰巧在網路上看到「記憶金屬」的影片,扭曲變形的記憶合金,放到熱水裡,會迅速的變回原來的造型;這和我們製作出來的葉脈標本,被折、被壓後,一噴水就會出現神奇的恢復力,好相似!我們很驚喜:我們製作出「『植物』形狀記憶合金」,創造葉子的「第二春」了!

用電防災節能屋

設計兼具用電防災與用電節能之保護系統,並提供防範電器火災之道。電暖器或除濕機可能因為人為操作不當產生異常高溫或自燃導致火災,本作品可於發生重大災害之前,預先關閉電器,阻止高溫繼續延燒。當偵測電器周圍溫度超過40°C時,電源會立即跳電,並啟動「語音廣播」與「警告字幕」,即使住戶外出也不用太擔心,系統已關閉危險電器,「第二字幕機」仍保留顯示以便讓主人返家時可儘速掌握,字幕提供簡易故障排除技巧。設計「聲控安全插座」以及「磁性安全插座」,解決老人或小孩夜間摸黑找不到開關容易跌倒的問題,只要以聲控方式即可點燈或關燈。節能方面:自由選擇節能模式,只要外出時關門,就會自動幫你關電節能,並以有語音提示以及電表顯示耗電量。