全國中小學科展

生活與應用科學科

AB 飛舞 ~ 增進家庭式優酪乳製程的效率

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。

應用聲紋分析原理於建築物隱藏管路探測之研究

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。

「快還要更快!」—跑步分配速度之研究

跑步測驗觸發靈感,光線照射決定實驗設計及研發方向:一、研究並測試雷射光與光敏電阻所組成光電開關現象,了解結合電子碼錶的速度測量效果為何,包括:設計<光敏電阻感應管>、創作<光電測速計時器>,證明研究方法的可行性。二、整合雷射光、光敏電阻感應管、碼錶研發出光電測速實驗組模型,進行所設計測速靈敏度實驗,證明與歸納最適合計時工具為何。三、運用創意設計與建構雷射分段測速系統環境,包括:設計<改良光敏電阻感應管>、製作<分段電子碼錶記錄器>、安裝<雷射發射器>、整合系統研發出<雷射分段測速系統>,作為實際跑道測試運用。四、最後實際跑道測試十分成功,有效測量與分析田徑隊員100M分段速度,以提供更合適訓練課程。

我們把它變簡單了~~成功百分百的爌土窯

「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。

“優”良體”格”

自從名模林志玲拍紅某優格廣告後,近年來最發燒的乳品就非優格莫屬了。吃優格最近蔚為風潮,但市售的優格通常為了口味,都會添加不少糖分。在品嚐的同時,又把許多熱量及人工添加物攝入身體裡,造成很大的負擔,自製優格是最安全且健康的方法!但如何自製真正的優格,本實驗即為探討此問題,並將研究範圍延伸,希望對於想自製優格的人帶來便利。在實驗部分,我們統一採用 730 家酪優菌粉做實驗,並分為奶類、非奶類、研究各種品牌的鮮奶實驗結果及不同年齡層濃度的奶粉。實驗結果我們發現林鳳營是市面上鮮奶品牌中最容易成功者;30%的成人奶粉成功率最高。故我們的實驗朝此方向繼續探討。

200 多年前生活智慧大公開-探討鹿港『曲巷冬晴』防風科學之玄機

本研究可以說是從「巷道來風」研究探索彰化鹿港的「九曲巷」的建築之玄機及「曲巷冬晴」的生活智慧。從發現兩邊高樓聳立,風力突然會變大,經詳細穿梭大街小巷注意觀察,發現在不同的地點,風力大小的確會有不同,對風為什麼會變大變小?是否受高樓的影響?略有所得,為了進一步解開此謎,首先從設計製作風力計開始進而設計6個實驗來驗證風撞到建築物後流動特性及各種型態的巷道會產生不同風分佈情形及風力變化情形;進而探討巷道建物高低、巷道寬窄、長短對風力強弱,風力流動情形,及巷道風通過連續彎道對風力變化的情形。同時從網站資料得知彰化鹿港的風情--「曲巷冬晴」。為了進一步瞭解「九曲巷」的生活智慧,特地到鹿港的「全盛巷」實地觀察、實測,研究--------。使大家對鹿港的特色及二百多年前防風建築科學有更進一步的認識。總而言之,在二百多年前,鹿港為了阻擋冬季強烈的海風(九降風),巷道設計採用T 型交叉方式,狹窄多折,建築房屋每建十間左右,巷道便一曲,這樣便能斷風沙,釀造春暖,連現代建築師對先民的建築科學都嘖嘖稱奇。

種出健康的有機蔬菜-環保驅蟲劑大車拼

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。

摩登幫浦

抽水機所運用的原理,是藉由內部壓力小於外部壓力所形成的壓力差,來完成抽水的目的。而產生壓力差的地方就是幫浦,現有使用的幫浦是利用引擎或電動馬達作為動力,去帶動幫浦,或利用高壓壓縮空氣通過文氏管產生真空來達到壓力差的目的。試想當沒有抽水機,或停電時,將如何抽水呢?既然抽水需要真空來製造壓力差,就我們所學汽車進氣歧管處就有真空,而依據交通部95 年1 月份之統計,全國機動車輛(汽機車)總數為19,912,431 輛。幾乎每一人就有一輛汽機車,故可用以抽水之真空來源,無所不在。在沒有傳統幫浦時,我們想到的方法:先將箱子(容器)與汽車或機車的進氣歧管連接後,將引擎發動,此時箱子內的空氣會被發動中的引擎抽出,而使箱內變成負壓;此時箱外的壓力為一個大氣壓,因而我們僅需要以管子將箱子與我們要抽取的液體(如:水、油等)完成連結動作,便能利用箱子的內、外壓力差(箱子外在壓力大於內在壓力)而將外面的水快速吸入箱中,以達到我們抽水的目的。當水被抽完或箱中已滿時,此時我們將箱子通大氣並把放水閥打開,使箱內的水能順利且快速排出,甚至我們可以將箱內加壓以加速排水速度。一個沒有幫浦的「幫浦」,從此誕生了。

照過來~誰最亮!

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。

紅腳笭--任重道遠

台灣早期是農業社會,居民以田野耕耘為主,日出而作,日入而息,因為生計的關係,活動的範圍很小,而農耕也有休息的時侯,在這段期間,是農民一年中較清閒的時候,大家為了打發時間,彼此聯絡感情,或追求較刺激的生活情趣,或擴充人際領域,因而創造出各種不同的休閒娛樂,其中頂洲的放紅腳笭就是其中一項農民休閒娛樂。在這流傳近百年的活動中,很少有人去了解鴿子在背笭後對它飛行速度的影響有多大,本研究透過多次的飛行測試來探討出在賽鴿笭活動中鴿笭對鴿子飛行的影響有多大。