全國中小學科展

生活與應用科學科

風神演義-循環風扇的秘密

本研究在於探討「循環風扇」與「一般風扇」功能上與結構上的差異處,並針對「循環風扇」三種主要結構 ─ 導流罩、風洞圓筒、中心圓板等構造,結合風力發電機與電壓計,設計測量風力與最遠有效風距的實驗。另外我們實地在教室中進行氣流循環實驗,比較兩者風扇間造成氣流與循環速度的優劣性,歸納使用風扇促進教室氣流循環的最佳效率,以期能達到節省能源的最大目的。實驗中發現「導流罩」是影響風扇「風力及最遠有效風距」的最大因素,其中以「漩渦狀導流罩」能使風扇吹的風更集中及更遠。在教室氣流循環實驗中我們發現「一般風扇」的表現比「循環風扇」好,能帶動氣流範圍較廣,其中以對著「對角線」吹送的效率最佳。

簡易型數位相機在顯微攝影之應用

攝影大師郎靜山曾說:「顯微攝影與天文攝影為科學攝影之一環,需要特殊設備與技術。」(12),但是本研究的結論,是使顯微攝影變得十分簡易。本研究使用簡易型數位相機,在不需添購任何昂貴的設備或配件下,外加一個自製的紙套筒,結合普通的光學顯微鏡,來達到顯微攝影之目的。

綠色建築環境因子之研究

本研究主要要提升校園及社區綠色建築生活環境因子,依費氏數列奧秘,研究植物葉序的自然玄機,用以了解太陽光能營養植物成長能。依費氏數列奧秘得知,許多生物外部形態構成測量數,後數據減(或除)前數據,其間有—自然性正相關,且其間有恆等式產生,測量準確度很重要,葉柄、葉間距、葉面積,正逆旋轉90°、180°、270°、360°其間葉序重複關係,均有奧妙知識,為一項值得再深一層研究的價值。依風水法則提供學校居家軟硬體結構,不如法的規劃,提升綠色生活品質。且藉此研究期間,建立校園及社區同心家園庭園植物基因庫資料。以便全校師生導覽解說,社區民眾認識居家附近植物生態,加強環保生態保護知識。

別開聲面—隔空滅火探究分析

這是對聲音滅火-聲音隔空滅火的可行性提出探討! 來自陳坤龍老師的一段影片,我們探討它的變因,重要的是發現它居然和“琴音滅火”有關。 以鼓式風扇取代嘴巴,飲料杯當共振杯,兩個相同玻璃杯分別當吹氣與接收端。 沒有正對燭火吹氣或是在燭火與吹氣之間有阻礙,那一定不能滅火,這說明一定要有風-氣流的影響;共振杯太高太短都不行,太高氣流進不去共振杯中,太短是風直接吹滅燭火。必須要有共振才能增加玻璃瓶口的氣流振動達到滅火效果。 最後研究以喇叭來滅火,在浩瀚的20~20KHz中找到以170Hz與它相關倍數頻率能順利滅火的。

葉!你是誰?

在我們週遭環境中常可見到許多種類的植物,然而可以叫出名字的卻少之又少,或許我們可以查閱植物百科之類的書籍,但是這類書籍通常多不在手邊,就算有了植物百科,也不易翻到顯示該種植物的正確章節。假如我們可以將想要認識的植物葉片影像取得後,透過網路將該影像傳送至植物葉片資料庫查詢,經過分析辨識,資料庫再將結果傳送回來,這樣不是比查閱植物百科方便多了嗎?本研究提出一種利用輸入葉片影像來進行植物資料庫辨識查詢的方法,藉著最佳權重組合的特徵值及兩階段處理的策略來調校系統,以達到較佳的整體辨識效能,從實驗測試的結果得知,我們的策略與方法確實有效,有82%的查詢葉片可以被精確的辨識出來,每次查詢的平均反應時間為17.22 秒。

太陽能無冷煤冷氣模型車

汽車是工業時代中製造大量汙染物的產品,環境污染其中之一含冷氣系統部份,所以此專題為改善冷氣對環境的破壞。汽車排放汙染物多寡決定於引擎負載,引擎負載越大,污染物排放越多,而車用冷氣是消耗最多負載的附件,而致冷晶片只須消耗電能,使引擎負載降低,使引擎排放的汙染物大幅度降低。 實驗過程,運用三用電錶測發電機的電壓值;勾錶測發電機的電流值;廢氣分析儀測車輛排放的CO、HC值;固定汽油量在引擎怠速運轉下測出燃油消耗率,判斷出自製的冷氣系統既環保又節省資源。 汽車科課程有鈑噴課程,藉本專題加上汽車外型製作,讓同學知道利用玻璃纖維也可以製作出跟鈑金一樣強且輕的的外殼,再噴漆。

『冷』 嘲 『熱』 諷-探討影響熱聲致冷現象的變因

本研究是探討聲音、片堆、共鳴管條件對熱聲致冷效果的影響。 在聲音方面,各管長均有對應的最佳頻率且管徑越大管長越長,最佳頻率將越低;聲音輸出功率越大,致冷效果越佳;片堆方面,在固定熱端氣室長度下,孔徑與片堆長度會有最佳值,以達到最佳致冷效果。另外,片堆有效孔隙越多越好,共鳴管以散熱性好的金屬塞封口且表面積越大越好。並用LabView軟體及NI 16-Ch USB Thermocouple Measurement Device來自動化測量共鳴管內16個位置的溫度,以了解管內溫度分布隨時間變化情形,發現啞鈴型片堆的效果優於整條7.0cm之片堆。 本實驗取得的最佳參數為聲音頻率179.6Hz、喇叭驅動電壓 11.28V、共鳴管徑3.9cm、管長44.0cm、長度7.0cm的瓦楞紙片堆、熱堆氣室長度5.0cm,降溫能力可低於環境溫度7.44℃,效果遠優於歷屆科展研究。

搖不出的咖啡

我們利用牛頓第二運動定律的實驗器材加上彈簧,嘗試模擬出走路時的情況,以研究杯中的咖啡溢出的情形,並設計出各種杯環來使咖啡不再溢出。在嘗試了各種形狀、厚度的杯環後,我們發現雙層杯環在各種水位高度下整體防止溢出效果最佳。若只考慮在高水位下,凹圓杯環則有最好的表現。未來我們可能往多層杯環為目標,並與凹圓等表現突出的形狀結合,以期製作出能應付各種振動情況及水位高度的完美杯環。

光動-太陽能遊戲組受光之作動分析

利用太陽能益智組裝DIY來了解太陽能組合的效果,在白天的陽光下才能驅動馬達,無法受太陽光照射,只能用燈泡取代,使之作動,探討的目地在想要發現何時能增加受光率,何種距離才能使馬達轉動,求得最佳化的資料。

膨脹收縮瓶塞

一種可在膨脹狀態及未膨脹狀態間轉換的膨脹收縮瓶塞,為了簡化零件同時符合一般人的使用習慣,本設計之瓶塞包含:一彈性橡膠之塞座及一剛性塑膠之旋轉控座,其中該塞座之一控孔內具有一般設有螺旋導溝且具有孔徑變化的螺導段而該螺轉控座上具有一可在螺段內旋轉的螺轉頭,上述螺轉桿上徑向突出數條可在螺旋導溝內移動的螺旋突條。當螺轉控座之螺轉頭對應塞座之控孔內的一容置部時,該瓶塞在未膨脹狀態,可將瓶塞放置於瓶口內,而當螺轉頭轉到控孔上一假想孔徑小於容置部之膨脹時,受到螺轉頭的頂撐,該瓶座之一塞壁會徑向外擴,而使瓶塞由未膨脹狀態轉換到膨脹狀態,將瓶子密封。使用者之習慣即將瓶塞逆時針方向旋轉約本設計有兩種形式一種可重複使用之二段式瓶塞使用右旋螺紋,一種為不可重複使用之三段式瓶塞使用左旋螺紋,塞座之控孔內有一段無螺紋導溝的容置部。