生活與應用科學科

下課後擦完黑板，放粉筆的溝槽積了很多粉筆灰，如果我們能想出有效的方式清除粉筆灰，不但可以避免空氣的二次污染，而且還可以減輕值日生的工作負擔。我們希望能以方便又有趣的方式快速清除粉筆灰，於是討論想要製作一台吸塵器。本實驗探討動力對吸力的影響、集塵濾網對吸力的影響、吸嘴和吸塵管對吸力的影響，最後製作出『霹靂吸塵槍』，並且改進它的缺點。改良後的『霹靂吸塵槍』，可以有效的清除粉筆灰。我們並且讓霹靂槍發揮「吸星大法」，不但可以當個稱職的『窗溝清道夫』，清除窗溝塵土細沙，還可以協助個人座位的整潔。全班動手整理環境，一分鐘讓教室煥然一新，霹靂吸塵槍真是教室清潔好幫手。

本研究以混凝土試體代替實際之牆壁，採用電腦軟體為研究工具測試後取得錄音檔，進行聲紋分析以輸出頻譜圖。我們由頻譜的特徵將麥克風可測量之頻率範圍分成低頻和高頻二個頻段，從中選出一組特徵頻率後加以分析比較，以找出可判別管徑和材質的差異。本研究所提出的方法，可以有效應用在判別建築物中隱藏管路之探測上，主要研究成果以下三點。一、在管徑方面：PVC管各試體頻譜圖的低頻部份出現明顯的規律性。在低頻部份，其特徵頻率隨著管徑的增加而有下降之趨勢，且均低某基準值(300Hz)；在高頻部份數據受鐵錘影響，故無明顯差異。二、在材質方面：鐵管試體之圖形和數據在「低頻」部份明顯較高，PVC管試體之數據均較低；在高頻部份數據受鐵錘影響，故無明顯差異。三、在隱藏管路判別方面：可以利用「低頻」的位置當成主要的判別依據。如果試體的「低頻」特徵頻率能高於背景雜訊，將可以判定為內含管路。

網路上有片短片，將曼陀珠加入可樂中，可樂會高高的衝出瓶外，非常神奇，於是我們決定以此作為研究主題，我們原本推測的鹽析似乎不是主因。我們參考文獻，覺得較可能是成核所造成的反應，於是往這個方向深入探討。我們發現，由於不同表面提供的毛細力的影響，所生成的氣泡大小、上浮情形皆不相同。鹽類和醣類的毛細力較小，所以氣泡小而冒得快；金屬及塑膠的毛細力則相對較大，氣泡大而不易上浮。碳棒用火烤過以後，因表面孔隙的改變，氣泡由原本的大而附著力強，轉為小而冒泡數量多。經由研究改良，汽水所噴得高度可達到 6.17 公尺，噴了兩層樓（噴到三樓），我們也製造出「汽水車」，600 毫升的汽水只需用 2.7 公克的碳酸氫鈉便能漂亮地跑出 82.25 公尺的距離！也意外發現了各種金屬只要調整顆粒大小及表面積也可在汽水中不斷浮沈。網路上流傳著幾種說法，其中流傳得最廣的是：「是因為曼陀珠含有一種叫做阿拉伯膠的化學物質。這個成分讓水分子的表面張力更容易被突破，以驚人的速度釋放更多的二氧化碳所以能噴那麼高」，但這個說法似乎是錯誤的。而其他的網友似乎都認為是「鹽析」所產生的效果，但我們最後也證實了這是錯誤的。

地球暖化問題益趨嚴重，如何節能減碳已成為全世界人類共通的議題，而節約能源是讓全球暖化減緩的重要方法之一。經統計照明耗電占全國耗電量的10％以上，因此；推動較具能源效率的照明產品，已成為節能的重要施政措施之ㄧ。近年來照明設備多元發展，傳統白熾燈泡已逐漸被電子式螢光燈泡取代，因其發光效率優於傳統白熾燈泡，故稱為「省電燈泡」，不僅燈泡外型更加輕巧與精緻，在相同照明條件下能降低耗電量，且能延長使用壽命，大大改善了照明的品質。省電燈泡在國內市場的使用量有逐年上升的趨勢，各家產品良莠不齊，是否真如標示內容？或者仍有其他耗電的因素未被標示？本研究試圖以國中生具備的知能及較簡單的裝置，但以嚴謹的科學方法、精神、態度來探討。

水含有雜質或界面活性劑，表面張力會變小；而且，水溫愈高，水的表面張力也會變低。所以，我們好奇地研究市面的各種水質、甚至可以找到各商品所行銷檢測的代表性數據，研究中我們想以不一樣的製程及獨創設計了便宜、簡便、能判斷比較水質其中的差異。我們請教專家，自組裝置，製造出高含氧的負離子活性水，以自製表面張力儀測量其與原水或其它水質的表面張力值的不同。除了比較這些水質在物理性上的差異外，我們也研究出化學性的廷得耳效應鑑定高氧水是否已達飽和含氧量；碘-澱粉褪色還原反應以鑑定自組高氧水與其它水質是否含負離子。

隨著生活知識水準的提升與資訊媒體的發達，國人對於「吃」的方面越來越講究，尤其現在大家談「癌」色變，深怕吃到農藥殘存或添加不明藥物的蔬果，對人體健康有很大的影響。因此，常可見電視報導「有機蔬菜」、「生機飲食」等相關訊息，如何讓蔬菜不殘留有毒的化學農藥，讓人人吃的健康？就得使用符合環保的驅蟲劑，這樣才不會對大自然與我們的身體造成負擔。

有一次到壯圍海邊的親戚家作客，媽媽說這個親戚搬到這一個家（漂亮的農舍），大概只有不到兩年的時間，所以想去參觀其建築方式作為我們自己蓋房子的參考，可是一到這個親戚的家時，所見到的景物與我的想像有相當大的出入，家中的鐵製品尤其是屋外的鏽蝕的相當嚴重。因此我有一個疑問，海邊到底是何種物質使得鐵會快速氧化。碰巧天冷時又看到同學拿出熱包，主要的成分為碳粉、鐵粉與食鹽，令我想知道鐵生鏽、熱與海風與使鐵製品的快速生鏽有何關係？於是我去找學校的自然與生活科技老師，自然與生活科技老師說，可能是鐵的氧化產生鐵離子或亞鐵離子，而鐵離子或亞鐵離子與氯離子產生化學反應形成所謂”錯離子”，於是我要了解是否其它物質也有相同的效果，鐵粉與碳粉及鹽類的用量關係是否也會影響鐵氧化放熱的因素。而員山鄉是個以農立鄉的小鄉村，廢稻草的問題始終是大家的痛，如何提供廢稻草一個新的生命，如果利用乾餾的廢稻草來取代碳粉，而且有更高的成效，就能為廢稻草找到生命中可能的第二春，基於以上數點觀點，我們設計了以下實驗，來探討我們所欲滿足的疑點。

通常家中製作優酪乳採用靜置發酵方式，無法像實驗室或工廠中自動化攪拌、搖晃，所以往往出現乳清分離的現象，既不可口又不美觀。本研究欲解決這些困擾以提升品質，並試圖找出省時省能源的最佳發酵模式。首先探討各溫度下乳酸菌發酵情形，選定45℃水浴六小時為發酵條件。再設計特殊橡皮軟管以分析上下層優酪乳，證實靜置發酵會造成乳酸菌沉澱，下層酸度較高，甚至導致變性凝集。然後根據生物磁性原理，證實乳酸菌分布會偏向N 極磁場。於是透過裝置上方N 極磁力吸引，讓乳酸菌上下均勻分布，上層及下層優酪乳的酸度顯著提高，而本氏液分析也得知總體的糖分也減少，可見乳酸菌分解乳糖產生乳酸的效率提高，且因菌種沉澱造成的乳清分離現象獲得改善。本團隊根據實驗成果研發自製家庭式優酪乳發酵機，大幅提高發酵效率且能兼顧良好品質。

話說許仙為了拯救愛妻白素貞，每天不眠不休的研發傳說中的〝聖水〞—水果香水。許仙先到大賣場做市場調查，選出最受歡迎的幾種水果香味，作為製作水果香水的依據。緊接著，又因經濟考量，在五種香水製作法中選兩種方法來製作：壓榨法和蒸餾法。經過一連串繁複的實驗後，許仙調配出了一瓶充滿愛的香水，結果，由於壓榨法無法完全把水果中的糖分過濾掉，噴到白素真的身上不但沒還她自由身，反而招來一堆螞蟻咬。最後，許仙選擇可以完全將糖分完全過濾掉的蒸餾法，經過重重的障礙，終於製作出一瓶充滿愛與真誠的水果香水，成功救出愛妻。

「炰 ㄅㄨˊ 土甕ㄚ」不但樂趣多，經由「炰土甕ㄚ」燜熟的番薯、芋頭、雞蛋、叫化子雞，更是又香又甜，風味絕佳，但是建造「土窯」不是一件容易的事，本研究就是我們在屢蓋不成的情況下，激盪出改變「傳統圓塔式土窯」的構想，用科學方法來解決困難而進行的一件科學研究計畫。