生活與應用科學科

本溢流切斷裝置包含特製玻璃空管、浮子及彈簧。正立時，浮子重力與彈簧彈力合力等於零，因此彈簧完全壓縮呈開啟狀態；傾斜時，浮子重量於斜面之分力變小，使彈簧壓縮量減少，將浮子上推呈關閉狀態。因銅浮子表面μs（0.4152）較不鏽鋼（0.2131）大，較為粗糙，導致開始作動角度較大。為配合浮子作動，選用彈性係數較小之k3彈簧（彈性係數3.119gw/cm），k1（19.567gw/cm）、k2（32.262gw/cm）則因無法被浮子壓縮而不採用。為了加強氣密，挑選出不受浮力影響且密合度高的橡皮球。由流體流量定角試驗可測得不鏽鋼、銅浮子開始作動角度為47.8°、65.3°，完全關閉角度為67.0°、83.1°。裝置完成後，將其應用於生活中，包含：瓦斯桶關閉裝置、垃圾桶關閉裝置、飼料餵食器、水位預報裝置、娃娃車煞車器、水溝蓋防盜器、機車傾倒警報裝置、枴杖警報裝置，共計八項之設計，呈現裝置應用之廣度。

RFID 是「Radio Frequency Identification」的縮寫，中文稱為「無線射頻識別系統」。RFID目前廣泛的運用在交通運輸、門禁管制、物流管理及商業儲值上，甚至未來的學生證都會使用RFID。隨著RFID的運用越來越多，皮夾內將會同時有好幾張RFID卡，使得刷卡時必須將卡片拿出單獨刷卡，非常的不方便。本實驗目的即為發展出可讀取多重RFID感應卡之皮夾，對多種常見材料的RFID屏蔽效果及讀取影響作一系統化的探討。實驗結果顯示，屏蔽金屬會大幅降低RFID的讀取距離，且讀取距離與間隔厚度成正比。在可屏蔽材料中銀箔具有最佳之讀取距離，而搭配軟性電波吸收材(FAM)的測試中，銀箔紙具有最佳的讀取距離。本實驗最後成功的利用不同的材料組合，設計出只需刷皮夾的不同面，就可以只讀到特定的卡片。

本次計畫係結合所有空調設備與一體，用於改善室內溫度與空氣品質，找出一種兼顧環保、健康與舒適的系統，進一步排除室內無形殺手（一氧化碳）的威脅，營造一個舒適、健康且環保的生活環境。常用來控制室溫的設備是冷暖氣機，但使用冷暖氣機會消耗大量能源，使用時必須緊閉門窗，如此將使室內的空氣混濁，甚至有一氧化碳中毒可能。其次用來控制室溫的是電風扇與窗戶，利用開閉窗戶引入戶外空氣來調節室內溫度，但戶外空氣並非全然適合室內，所以窗戶並非一直打開就能改善室溫，要改善室溫則須適時改變窗戶的開閉。綜合上列空調方法，我們希望減少冷暖氣機的使用，加強窗戶的功能，我們製作了本作品，本作品去除使用人力去開關窗戶的煩擾，利用人工智慧去做出正確開關窗戶的動作，調節室內氣溫，讓使用者能達到舒適安全又能省電，所以我們認為全方位省電環保健康空調系統是最佳的空調系統。全方位省電環保健康空調系統的功能如下：一、以環保概念調節室內溫度：借用室外溫度、室內溫度和使用者設定溫度去判斷窗戶的開閉來代替極端費電不環保的冷氣，使室內達到使用者設定的溫度。二、降低一氧化碳危害：當一氧化碳瀰漫在密閉的室內，在室內人們尚未中毒前，本系統會以智慧的去開啟窗戶引入空氣，解除一氧化碳中毒的危機。三、有智慧的開閉窗戶改善空氣品質：只要是外的空氣適合隨時便有智慧的引入改善空氣品質，排除人力去開關窗戶的困擾。

本研究是以製作再生紙、特殊材料造紙及針對再生紙做一些厚度、韌度、吸水度、平滑度、防水測試，選出最佳的再生紙與防水塗料組合，製作再生紙、特殊材料紙的製品，如：小書、卡片、紙袋….等。此外特殊材料造紙過程，因材料特性不同產生很多變化，所以我們又針對竹筍殼造紙不同製程做研究。

一般陰極射線管(CRT)的電視螢幕易造成反射光線過強，使得眼睛刺眼而看不清楚螢幕的影像。但經過表面霧化處理的液晶螢幕，可以使入射光源產生散射，達到「抗眩」的效果。表面霧化處理，指的就是再螢幕上貼一張含微米粒子的薄膜。PDA(Personal Digital Assistant)或觸控式面板，螢幕除了要求抗眩外，更要求高硬度。本實驗利用「實驗設計法」設計實驗組別，將奈米粒子、微米粒子、膠、含氟的矽烷類、溶劑(IPA)等五種物質攪拌、塗膜、用紫外光照射使其發生聚合反應(高中化學下第八章)，形成一張具抗眩效果的薄膜，再利用光學反射原理(高中物理上15-17章)測量薄膜的眩光度，結果約有一半組別(表一)均優於商業抗眩膜(眩光度2.6)。另外，我們利用不同硬度的鉛筆畫膜的方法測量薄膜的「硬度」，結果最高可以承受3H的鉛筆，而不會留下刮痕。之後，研究膜的「潑水性」的性質，結果「接觸角」大部分均大於100度最後，以IPA稀釋的配方塗在玻璃上，結果稀釋5倍後的接觸角仍然很大(>100度)，撥水性質佳，可進一步應用在玻璃上。

我們在自然與生活科技領域課程「奇妙的電磁世界」中，學到有關電磁方面的知識並且\r 把它應用在我們的作品中，我們用小組合作的方式，科學的方法觀察、討論、實驗、蒐集資\r 料……，不斷克服困難，最後終於完成了獨一無二的自動收衣組。自動收衣組在照度約\r 1100Lux 的時候，步進馬達會自動將衣服送出室外曬；而且照度約在900Lux 時，步進馬達會\r 自動將衣服收進室內，避免因為來不及收衣服而淋到雨。

本研究在探討不同的輔助線格式對學生寫字的工整與漂亮有無幫助，我們設計了：一直線、二直線、置中正方格、四宮格、六宮格、九宮格等六種格式，讓三十位學生寫字。邀請八位字體上有研究的教師評比，並對四位學生做訪談深入了解。結果發現：(1)『置中正方格』在老師評比分數中，幫助學生寫字得優等的最多。(2)『置中正方格』可以讓學生寫字寫得又快又漂亮，視覺最清晰，讓學生最滿意。(3)最多學生表示『置中正方格』看起來視覺最清晰。(4)最多學生表示『置中正方格』最受大家的歡迎。

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。

人類使用化石燃料所產生的廢氣、造成空氣污染、酸雨與溫室效應的問題與能源危機等正衝擊人類，尤其在全球氣候變遷與環境保護的呼聲中，科學家不斷努力發展綠色能源以為因應之道。台灣地區冬季盛行東北季風，有利於發展免費且沒有污染的風力發電，然而我們中學生在這一方面是否能將我們所學的知識，利用簡單的器材將風力轉換為可用的能量呢？利用簡單的器材，將風力轉換為可用的電能。將課本上所學的「能量的轉換」、「愛惜地球資源」、「環境保護」、「摩擦力」、「力矩」、「串聯；並聯」、「電磁感應」等知識用到現實生活中。由本研究結果看出利用簡單易得的裝置可以將風力的能量轉換為可利用的電能，增加的裝置或許不一定經濟，但以較長的時間慢慢充電，可以使用免費且環保的能源，對地球環境保護盡一點心力。尤其推廣這樣的概念，人人動手做，除了樂趣與成就感之外，將使環境更美好。若有適當的發電機，就算只有微風也能如本研究般發電。像本研究取自錄放影機的發電機，只要感覺到有風就會轉動，轉速不用很快就可以使 LED 燈泡發光，就算夏天的微風一樣可以利用風力發電。若是處處有風車，除了環境美化之外，還可以隨時儲存能量，將這樣免費的能源，運用的更廣更實用。

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。