生活與應用科學科

前言 科技的進步帶給我們便利的生活，然其所造成的噪音污染已經是相當嚴重的問題，且威脅著我們的生活環境品質。重視環保的今天，隔音牆已經成為公共設施─尤其是交通方面─不可或缺的裝置。所以我們對本主題進行研討。

本研究主要針對蝴蝶之飛行進行探討，研究中主要探討蝴蝶翅膀形狀、身體重量、翅膀面積、展弦比、拍翅頻率、環境溫度及溼度對飛行速率之影響，並利用自製之風洞裝置，觀察蝴蝶之拍翅動作，分析通過蝴蝶模型之氣流方向及相關力量。 研究結果顯示：紋白蝶展翅約4.5~5 cm，平均展弦比(AR)為1.71 ± 0.12，身體重量約為 0.06 ± 0.02 g，翅膀面積約0.0012 ± 0.0003 m2，當紋白蝶身體重量愈重，則翅膀面積亦愈大。另外，紋白蝶展弦比愈小、身體重量愈重或翅膀面積愈大，則飛行速度亦愈快。23℃時，紋白蝶飛行速率為1.01±0.24 m/s，當環境溫度愈高(5、16、23℃)，則飛行速度亦愈快。風洞實驗發現：蝴蝶拍翅時，前、後翅連接在一起，而形成一作用單位。翅膀上下運動時，翅能在縱軸上扭轉，在高舉及下拍時產生傾斜之現象，類似推進器扇葉之機制。蝴蝶拍翅時，可在翅上方及前方產生低壓帶，在後方產生高壓帶，以利蝴蝶向前方飛行。另外，翅緣彎曲角度愈大，蝴蝶模型之上升高度亦愈高，當彎曲角度60°時，蝴蝶模型之上升高度最高(2.2±0.1cm)。

自從捷克小說《羅薩姆的萬能機器人》提出「Robot」這個詞彙之後，機器人已經成為常見的小說、電影題材，機器人在生活中的應用成為今天的重點產業，已經廣泛應用在工業自動化、軍事方面，機器人也逐漸走入家庭，無論是應用在哪方面，都必須解決如何定位（Localization）機器人的問題。為了解決這格問題，目前已經發展了GPS等方式「直接提供座標」來定位機器人。若機器人沒有定位器的輔助下，只能在機器人位置的觀點蒐集數據，其中機器視覺建構地圖（map building）是透過機器視覺的分析來建立周邊地圖，是一種常見的解決方案。這裡我們更進一步，進行只讓機器人擁有羅盤感應器和閉路伺服馬達的條件下的研究。

在本篇研究中，我們利用現今電腦必備的音效卡，將其變身為簡易的示波器，利用音效卡上的麥克風插孔來接收輸入的訊號，並以即時的方式呈現訊號的波形。在使用者介面上，仿照傳統示波器的面板，分成顯示區、水平控制區、垂直控制區與頻譜資料區等四個區塊，使得操作更為順手與便利，另外，為了使得功能更為完備，也提供了頻譜分析及頻率偵測的功能。從峰對峰值的比對、取樣頻率的精確度與波形相似度的比對等各項測試中得知，我們的音效卡示波器能夠忠實精確地接收並顯示輸入訊號的波形，而且在頻率偵測上的平均誤差僅有1.6%。

能源費用約佔電爐煉鋼業之加工成本中的三分之一，不但直接影響到煉鋼業之生存與獲利，同時如何有效利用能源應為缺乏能源之台灣更努力的方向。本實驗的目的就在探討有效利用煉鋼作業中排放之熱氣來預熱廢鐵(廢熱回收)之方式及其效果。礙於實際操作之費用過於龐大，且基於冰塊由 0 ℃至沸騰所需之熱量和廢鐵由室溫至熔解所需之熱量幾乎一樣。因此利用冰塊及沸水來模擬電爐之熔煉作業中之廢鐵及鋼水，並藉固定加熱能力之家用電碗模擬電爐。經數次不同之實驗結果，得以比較出最佳的廢鐵預熱方式為連續性的預熱及加料，不但可以節省能源的耗費達 28.4%而且進一步縮短熔煉時間達 28.26%，對降低成本及增加產能均有甚大的助益。

日常食用之蔬果除含豐富膳食纖維、維生素及人體所需的多種離子之外，亦具有抗菌效果。本研究藉由濾紙環片擴散法篩選二十三種常用蔬果之抗菌性，進而探討酸性蔬果與香辛蔬果是否與抗菌性有直接關連，最後期能將具抗菌效力之蔬果原汁作為抗菌添加物，應用於芥末、素沙茶醬、抹布、水中，以降低食物中毒機率，並使生活環境更衛生與健康。經實驗結果選取對大腸桿菌具強抗菌效力之檸檬、楊桃、葡萄柚，作為抗菌素沙茶醬及抗菌芥末之添加物。抗菌調味料的製作方式非常簡易，將楊桃、葡萄柚或檸檬原汁以重量2:1 或1:1 加入芥末或生蛋黃素沙茶醬中，不僅有效降低生魚片或生蛋黃沙茶醬中之生菌數也適合生活中之應用。另外，以檸檬為抗菌添加物所製成之抗菌水與抗菌抹布，不僅應用方便更能有效降低菌量。抗菌處理時間以0 小時為最好之應用時機，其中抗菌水為1:10﹔抗菌抹布為1:40 之比例為抗菌效力最佳且實用性高。

本研究的目的有三個：一、.怎樣用『奧斯特電生磁』的原理做出好玩的超強電磁鐵？二、怎樣用『法拉第磁生電』的原理做出好玩的發電機？三、怎樣才會產生電磁波？做『好玩的超強電磁鐵』實驗時，我們自組實驗台，以螺絲、天平等測量磁力大小，探討線圈數、線徑、電壓、電流和溫度之間關係。做『好玩的發電機』實驗時，我們用落地生電、手搖生電、搖搖樂自動發電機和伽利略生電台的方法，觀察電力大小與磁鐵個數、磁鐵運動速度、線圈數、繞線範圍之間關係。好玩的超強電磁鐵和發電機分別以數位玩具 D3 測量，是否會發出電磁波。本研究發現：(一) 好玩的超強電磁鐵是由線圈數、線徑和電壓高低，相互配合設計出來的，不是課本說的，越多圈磁力就越強。電壓越高磁力越強，但線圈很快發燙，磁力卻會變小。(二) 好玩的發電機中，磁鐵和線圈要相對運動才會生電；運動速度越快、個數越多、線繞得越集中，電力就越大，但發現也有極限。速度是否也存在極限？我們會繼續研究。(三) 好玩的發電機會發出電磁波。

本研究以調查、測量學校地勢高低、周邊水溝、加蓋屋頂、與抽水機設施為研究對象\r 與範圍，研究結果發現：一、學校加蓋斜屋頂隔熱防水，造成雨水急速流入排水溝\r 導致校內淹水。二、學校西側人行道設計不良與正門連接市公所主排水幹，若發生\r 急雨或大雷雨時，會再淹水，甚至倒流入校園。三、建議市公所設於本校東門的水\r 位偵測器應每個月定期維護，防止儀器失靈導致淹水。四、研究建議往後研究可自\r 行設計雨量計，蒐集本校雨量資料，並在雷雨或急雨時收集斜屋頂透過排水管流入\r 本校校內排水溝的水量資料，建立應變預警措施。

本實驗主要比較不同情況下油脂酸價變化情形。研究內容可分為兩大部分，第一部份先研究環境對油酸價之影響，發現水分的存在對酸價的影響很大；再來為連續加熱各種油脂八小時，以了解加熱時間對酸價之影響。這個部分我們使用了花生油、芥花油、橄欖葵花油、好理油、清香油、大豆油、豬油、豬油加大豆油等八種油樣，其中動物油普遍酸價皆較植物油高，加熱過程中多數油脂之酸價先下降再微幅上升，在第二小時及第六小時的時候，部分油脂會出現明顯的變化。將此油脂再重複加熱八小時，可發現部分油脂之酸價有大幅度變化，其中以動物油酸價變化幅度較小，表現良好。第二部分則探討實際油炸過程中酸價之變化。先使用大豆油炸香雞排、草蝦、高麗菜、花椰菜等物，發現不同油炸物對酸價影響極大，尤以香雞排對酸價的影響最為明顯。再改以清香油、大豆油、豬油、豬油加大豆油等油炸香雞排，其中清香油表現搶眼，油炸過程中酸價變化最小，豬油之酸價則大幅上升，但豬油加大豆油之酸價則介於豬油跟大豆油之中。根據加熱實驗不易預測實際油炸情況，動物油在加熱時表現穩定，但油炸卻變化大。因此建議動物油最好用來做食物之烹煮調理，而非油炸，或至少要做到炸但不重複使用；植物油亦同，如要油炸，最好只使用一次，但後續可再重複利用烹煮食物。清香油在油炸跟加熱都表現很好，如不考慮價錢因素，為最建議之油炸用油。

本研究旨在找出影響果汁電池電壓、電流大小之因素，進而改良、設計出一電壓穩定、\r 電流大之簡易果汁電池。綜合本次的研究結果可發現：\r 1. 電壓：選擇氧化還原電位差異大的金屬當正、負極，即可得到電壓大的電池\r 2. 電流：選擇檸檬當電解質並加入食鹽，且電極距離要近、深度要深、接觸面積要大，把握\r 這幾項原則，就可以製作出功率、電量都不錯的電池。\r 3. 自製加鹽奇異果汁的電量為31.5 mA〃h，而加鹽檸檬果汁的電量為70.8 mA〃H（只測試\r 一片鎂-銅電極所做的電池）\r 4. 將電極，像鉛電池的單槽電極般放置，電流顯著增加。利用此種方式，自製一個1.5V、\r 220mA 的加鹽果汁電池。