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生活與應用科學科

奇妙的保存劑〝食鹽〞

本研究在探討溶解度與溶解速率的影響因素,經實驗發現物質種類、溫度與溶劑種類會影響溶解度,而且溶解度會隨著溫度的增加而增加;物質種類、溫度、攪拌速率、顆粒大小與溶劑種類等因素也會影響溶解速率,而且溫度愈高、攪拌愈快、顆粒愈小,均會增加溶解速率。另外,以大腸膜水球或去殼雞蛋來模擬細胞或細菌在環境中,水分子的進出情形,得知無論大腸膜水球在飽和食鹽水中,或去殼雞蛋在飽和糖水中,體積均會縮小,因此推論高濃度的食鹽水或糖水,均能讓大腸膜水球、去殼雞蛋、細胞與細菌產生脫水現象。所以只要在蘿蔔與芥菜中加鹽揉搓靜置,就能幫助蘿蔔與芥菜順利達成脫水步驟;加入適量食鹽,使蘿蔔與芥菜外面的食鹽濃度明顯高於細胞內細胞質的濃度,也能抑制部份細菌繼續生長與繁殖,因此可達到儲存蘿蔔與芥菜等蔬菜之目的。

霧裡看花之多少

霧真的是只有美和浪漫嗎?我們試著探索霧的原貌,以揭開它美麗的面紗。經過近半年的探索和紀錄,終於發現它不純然是浪漫和優質的。臺灣的「霧」大都出現在冬、春兩季,會隨氣流四處飄移,行車不僅具高危險性,更易發生交通事故,造成重大傷亡!另外,霧對於供電系統的災害也很大;而霧所引起的大氣污染,對人體健康的危害更不容忽視。為此,我們試著找出簡便的防霧之道,以確保安全。最後選擇經濟又方便的清潔用品,發現一些可以防霧的清潔劑。其中洗衣精、洗衣粉、洗碗精等三種清潔劑,是經實驗證明可以防霧的。希望我們小小的發現,可以為生活帶來一些便利性,也可以為民眾提供另類的防霧之道。

鹼性直接甲醇燃料電池及其構造對效率之影響

本文利用簡單的方法製作出鹼性直接甲醇燃料電池,陽極觸媒電極組件係利用電鍍法製成,陰極空氣電極組件使用催化劑MnO2粉末、碳黑粉末與PTFE粉末混合而製成,半透膜部分則使用PVA。 本文還探討了電池元件組合方式與電池效率之間的關係,由實驗結果可以發現,當電池內部含有半透膜時,電池內電阻會增加,但是也會有效提升電池輸出電壓。此外,電池陰極空氣電極的碳黑含量也會直接影響電池的效率。 本文中所製作出的燃料電池,效果最好者,功率可達588.49mW/g,電壓值可達0.63V。而相較於直接甲醇燃料電池陰陽兩極皆須使用鉑黑作為催化劑,我們所製作出的鹼性直接甲醇燃料電池只有陽極觸媒需要使用昂貴的鉑黑。

利用影像處理軟體分析流場流速之研究

\r \r \r \r \r \r \r \r \r \r 流場流速之量測在現今流體力學領域中是一項重要的技術,由流場流速之分佈可使我們瞭解流場的特性,從而印證各種理論所得結果之適切性。而由於目前量測流場流速之儀器設備皆相當昂貴,如須購置,對於學校而言是一項沉重之負擔,因此本研究想利用低功率雷射結合已經相當普遍之數位攝影機,產生數位影像後,再藉由影像處理軟體分析轉檔,最後由質點影像測速軟體分析,求得流場流速之分佈。由研究之結果發現【1】研究並拍攝水在攝氏90 \r 度時之流場流速平均值約為2.87×10-2m/s,大於鋁粉之沉降速度(1.64×10-3m/s)甚多,因此可視鋁粉為理想的可視化介質、【2】為避免變形計算誤差的產生,利用畫有刻度之投影片進行校正,可確保拍攝面與影像擷取裝置平行、【3】DV之每張影像間隔0.034 \r 秒,因此所得之流速可視為瞬間速度、【4】每兩張影像圖可分析出一張流速圖,由多張流速圖之動畫可清楚看出流速的變化、【5】熱水上方之主要流場為向外且產生渦流,而其餘之流場則較不規則。本研究結果雖在經濟性方面有其優點,但如能將雷射之功率提高、可視化介質反射率增大、攝影機之解析度提升,則完整性會更高。 \r \r \r \r

字立字強-寫字練功房

本研究是為了解決我們寫字時所遇到的問題,從一張大家在課堂上討論發想的心智圖為開端,轉化成具體行動,運用所學將問題與困難以觀察與實驗加以驗證,並利用圖表分析、統整資料。經由深入研究,利用教育部(2001)所頒布正確執筆方法及寫字姿勢要點,觀察發現大多數的同學寫字時有姿勢不良、握筆方式不對、筆尖離簿面太近等不正確書寫習慣,除了字寫得不好外,更會造成視力與儀態不良的問題。實驗介入後,班上大多數同學不但字體改善,姿勢也變好,此外,我們還以「種子」自許,號召全校同學一起來「字立字強」,參與我們的寫字練功房。

蘋果奇幻世界中的畫筆—我看見了觸控

目前市面上最夯的產品莫過於蘋果公司的iPad或iPhone了,使用者用手指去觸控著螢幕,而這動作似乎漸漸成為一種風潮,成為一種流行又時尚的肢體動作。然而,如何在螢幕上書寫或繪圖呢?只能用手指?好看嗎?蘋果公司公司並沒有隨附觸控筆。所以,我們特別用了一些家中常見的材料去自製價廉且實用的觸控筆,而且,由於材料的取得方便,一般人也可製作,如此就可大大提升iPad等這類平板電腦的功能了。另外,iPad螢幕為電容式觸控螢幕,其原理就是表面電流的流出(流入),所以我們也利用有類似原理的電漿球來模擬iPad螢幕,從中找到共同點,並從其中電子軌跡的變化看見了觸控,甚至以電漿球代替iPad進行實驗,延伸了此實驗的廣度,也為實驗增添一些意料之外的趣味性。

酵素洗衣真速效

我們先分析污垢的成份,了解污垢是以不同的方式附著在衣物上,同時也分析各種不同材質的衣物對於污垢的吸附程度,污垢對純棉吸附力最強。再以酒精浸泡的方式製作不同植物酵素,研究各種植物酵素對於衣物的去污力,為判斷污垢清潔後的乾淨程度,我們利用樂高機器人中的光源感應器來偵測污垢顏色的深淺。結果以番杏、青木瓜及蘆薈的效果最好,所以製作了混合酵素。利用膠水和小蘇打粉加入混合酵素中,讓混合酵素可以藉由事先塗抹的方式讓污垢能在一開始就先分解,而不會深入布料纖維中固著住而不易清除,就可以使污垢更容易被洗掉。

以氣旋式裝置捕捉二氧化碳

本研究是以自製創新的氣旋式裝置來提昇二氧化碳捕捉效率,並搭配改變吸收液的表面張力以增加二氧化碳的吸收效率,希望能藉由實驗的探討,集思廣義,創造出更好的減碳設備,改善溫室效應。

「天燈」密碼

「天燈」是我們故鄉的特產,在這次的科展中,我們針對日常生活熟悉的「天燈」進行更深入了解。我們的重點是針對「天燈」的燃燒進行深入的探究,「天燈」燃燒主要的原料是金紙和燃油,首先我們探究油紙折疊方式對燃燒的影響,有哪些燃油和燃料可以讓「天燈」起飛。接著探究金紙、燃油及燃料對於環境是否會造成污染,最後找出低汙染的燃料設計環保天燈。

比薩斜塔與瓶子的約會

我們在Yahoo拍賣網無意間發現一個特別的「重力傾斜」酒架,雖然只是一根鋼管卻能完美站立,於是製作了許多不同規格的酒架和酒瓶去找出讓整體系統能夠達到平衡的原因,最後發現影響整個系統穩定因素與酒架的角度、酒架的切口、酒架的底面積大小及重心有關,而從中更學到槓桿定律的平衡原理。在研究當中意外發現編號9的酒架(酒架角度60°、切口角度120°)所形成的平衡系統姿態與網路「重力傾斜」酒架幾近相同,但因60度的酒架無法與裝滿水的啤酒瓶和紅酒瓶達成平衡系統。故取其長寬比做為依據,便可設計出符合「重力傾斜」酒架美感且又能達到穩定系統的酒架長度。