生活與應用科學科

本實驗利用玉米粒加熱會爆開變成爆米花的原理來測試，因為加熱會使玉米粒內的水分、氣體膨脹，當玉米粒的外殼承受不住時玉米粒就會爆炸成爆米花。實驗中發現，以白沙（加蓋）加熱是最快的，因為白沙受熱較平均，比熱較低使得加熱速度較快、且具有足夠空隙供熱對流，導致玉米粒較快爆炸。最終發現以鋁箔紙包覆玉米粒的方式會讓爆米花的形成較大顆，原因是因為將鋁箔紙包住玉米粒加熱時，其中約占玉米粒2成質量的水氣與部份物質將蒸散衝出，造成鋁箔紙內的壓力變大，也因此使得爆開時爆米花會變得比較大顆。

五下康軒版第三單元，熱的傳播與保溫提到，熱是可以藉由不同的材質加以傳播和保溫，於是激起我們想利用大自然的熱源，使水溫不斷上升以節約能源的使用，結果發現透過傳熱速度較快的金屬物質，加熱再利用較佳的保溫素材，的確可以將太陽的熱保留住。

土石流是一項可怕的雨水災害，對新竹地區而言更是可怕的夢靨，由去年研究的經驗，\r 今年我們針對雨量器的外在因素、風修正及土石流預警器可行性，作進一步的實驗。\r 研究結果：（1）最小臨界雨量器開口面積約為200 cm2。（2）最小臨界雨量器高度約為\r 25cm。（3）雨量器選擇圓形開口，會有較佳的效果。(4) 風越大降雨傾角越大，風速每增加\r 1m/s，降雨傾斜角度會增加0.7 度。 (5) 數值修正法中的雨量修正係數M，對雨量修正有很\r 好的效果。(6) 儀器改進法(風擺式雨量器)，修正風所產生誤差效果不錯。(7)虹吸型及直落型\r 的風擺式雨量器，結合水位警報系統，所構成的土石流預警器效果理想，可行性非常高。\r 最後發現，查閱相關資料有驚人的發現，全世界的國際標準雨量器都是固定式的，這是\r 很嚴重的問題，因為通常颱風天風大雨大，所收集的雨水小於實際落下的雨水，可能還沒發\r 佈土石流警報，就發生土石流了，所以希望有關單位重視這個問題，或者可參考本小組研究，\r 也許有所幫助。

本研究利用銅鋅導電原理，探討水果汁或泥、酸鹼值等，影響導電的情形。而後測試家中常見水溶液，發現小蘇打水導電效果最好；接著更換金屬配對，從21種組合，找出鋅和不銹鋼的導電效果最好。 發現最佳的組合後，我打算以鋅和不銹鋼做為實驗材料。歷經五代的改良，以金屬串聯方式，克服電壓不足；以USB插頭及充電電池，達到充電效果；以鋅條纏繞不銹鋼筷的方式，結合環保與便利，設計出多功能電力壺。 我的多功能電力壺，只要調好鹽水倒入杯中，交叉放置不銹鋼筷和鋅條，接上USB插頭或是充電電池，就可以充電了。實測結果發現，多功能電力壺不但能讓蜂鳴器發聲，做為緊急求救所用；更厲害的是，能成功將手機充電，讓我覺得好有成就感！

本研究在製作一個太陽能裝置，該裝置能直接轉換太陽能成為使建築物冬暖夏涼的能源，再以科學方法探討該裝置的實際效能與可行性。 本研究裝置為煙囪結構，利用暖室效應來充分轉換太陽能，使其在煙囪內部產生高熱，在煙囪內造成一股氣流，該氣流經由裝置導引，可冷卻建築的外牆，因而可使室內溫度下降。 本研究裝置在夏天能降低室內溫度，亦能大幅改善空調效能，在冬天關閉第一層與第三層的通風口，本研究裝置會形成暖室結構，使室內溫度上升，故本研究裝置確實可在不消耗能源的情況下使建築物達成冬暖夏涼的目標，在不必損失生活的舒適度下做到節能減碳，如此可降低推廣節能減碳的阻力，若能大力推廣必能大量減少電力的使用，是否建核四便不是問題。

從磁煞車現象觀察發現，原來磁鐵能吸引的金屬物質並不是全部，且磁鐵對於不能吸引的銅、鋁、銀等金屬，在運動的情況下（磁場產生變化），會產生渦電流。這現象會有熱能及煞車情況發生，因此我們想從比較簡單的煞車磁現象出發，研究有沒有更貼近生活物理的工具或設備去設計一個可行的研究。本次的研究我們利用自製鋁軌逃生梯，以類似電梯垂直升降的方式，在不需要電源動力的情況下，探討配置不同數目磁鐵的壓克力逃生乘坐箱其末端加速度和終端速度的大小。進而探討配置最佳磁鐵數量下乘載不同的重量所產生的終端速度。並嘗試以阿特伍德機雙磁阻的設計，建立一個適合運用於現實生活裡的逃生梯設備。

本實驗的目的在尋找初步檢測市售食用油是否純正的簡易方法，讓消費者能自行把關油品。我們利用自製光譜儀，分析市售食用油、模擬混合油以及銅葉綠素摻入油品的光譜特性。 實驗顯示各種油品皆有其特殊的光譜，可藉此初步判斷油品種類。在混油實驗中，油品吸收峰的吸光度與濃度的關係符合比爾—朗博定律，可以推算未知油品濃度。我們分析銅葉綠素的光譜特性，發現銅葉綠素和橄欖油中葉綠素a的光譜特性不同，故可辨識出橄欖油中是否添加銅葉綠素。另外，我們抽測了八件市售特級橄欖油，發現其中有兩件與標示不符。 實驗結果顯示，自製光譜儀可初步判別十二種油品、特級初榨橄欖油的混油濃度、芝麻油的混油濃度，以及辨別油品中是否添加了銅葉綠素。

在強風中使用雨傘，很容易因風壓造成雨傘翻覆損毀，本創作之目的為研發一種新型的雨傘來改善這個問題，我們在雨傘上裝一些導流板形成氣動面，讓風壓的作用力有其他方向的分向量，藉以降低損毀雨傘的作用力，另外雨傘旋轉所產生的角動量，會形成陀螺效應，使雨傘具有水平穩定的慣性，讓傘面不易翻轉，我們也製作了新型的雨傘的樣品與傳統雨傘相比較，大約可提升28％的抗風能力，可使雨傘在風中更穩定也更安全。

為了解決妹妹在科展中，無法精確測定蝶豆花液濃度和抗氧化力的問題，因此想自製手機光譜儀及光度計。在製作簡易光譜儀的過程中，發現影響光譜清晰度的變因，因此設計實驗進行探究，經過三次改良後，製成設有試樣槽及手機支架的樂高手機光譜儀，能清楚拍攝到汞黃色雙線，且測出的蝶豆花吸收光譜波峰的位置，和國外研究報告相近。接著利用RGB LED、Arduino板、OP放大器、樂高積木等材料，製成具有加蓋試樣槽的SMD RGB LED光度計，並利用圖像積木化的S4A程式，編寫內建波長換算RGB值公式的自動化控制介面，可自動測出最大吸收波長，測出的結果也和國外報告相近，進而編寫檢量線公式的自動化控制介面，可自動測出待測蝶豆花液濃度，測出的結果誤差值約1-5％。

上體育課時，無意間發現我和同學差不多時間換的新鞋一段時間後，他的鞋子破損嚴重，而我的鞋子卻只有輕微磨損，這到底是什麼原因呢？又在800公尺體適能測驗後，又有同學頻頻喊腳好痛，而我卻只是喘氣，這又是什麼原因呢？難道是他的腳和我的腳是不一樣的嗎？這個問題一直放在我心裡覺得納悶。有一天剛好打開電視機，眼前出現了某鞋子品牌的廣告畫面，搭配上精彩絕倫的廣告詞，「穿上××核心氣墊鞋，每天就能幫雙腳減少30頭大象的重擔與壓力！」真的好神奇喔！後來仔細想想，真的有效果嗎？「廣告」真的可以相信嗎？該不會是賣瓜說瓜甜吧！真的每一雙鞋都適合每一個人的腳嗎？有太多的疑問，於是，興起了我一探腳底秘密的想法。剛好四上健體課正進行到運動有益健康的單元，內容談到走、跑、跳的動作＜如附件一＞，我把想法告訴了老師，在老師的指導下，我們便進行了一連串的研究。