生活與應用科學科

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。

近年來，電腦網路模型的研究，越來越熱門。我們設計一個簡單的網路模型，利用特殊的傳送法則，進行傳遞網路封包的工作，傳遞的過程，我們發現封包的生命期與封包產生的機率λ兩者之間的關係具有物理的相變化的性質，也和當今網路塞車的情形頗為類似。我們除了研究Toru[1]所提出的模型:一個二維的晶格模型，四周為能產生網路封包的節點，中心為路由器。除此之外，我們也設法令模型中節點與路由器的比例為1:1，證明了隨著模型邊長的增加，相變化的情形就越早發生。藉由這兩個模型，我們發現網路塞車的情形、相變化發生的快慢，關鍵在於節點的個數，以及它在網路模型中的位置。

土地有限，建築物不斷向上發展，如果沒有適當的規劃就興樓建厝，會造成日照分配不均更造成居家安全疑慮及能源使用的浪費。為了解決這個困境，我們想建立一套能準確、快速且能自動描繪建築物間影子遮蔽情形的程式，以達成智慧建築「節能永續」及「便利舒適」的目標。 我們用自製建物模型、方位盤、模擬太陽的平行光源，探討不同情況下建築物間影子相互影響的關係。我們發現建築物的影子會隨地理位置、建築物尺寸而有規律的變化。因此我們利用三角函數精確地找出影子的高度=Hb-∆x*tan(θ)/sin(ϕ)、寬度=Pmax-Pmin。 最後，我們利用Microsoft Excel軟體，建立成一份能夠快速且能視覺化自動描繪建築物影子遮蔽情況的程式-「日照與建物陰影遮蔽模型程式」，希望未來能提供給需要的大眾使用。

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。

一則『鋁箔包加味燒小心鋁中毒』新聞，激起我們想更加瞭解鋁、鋁箔紙性質；首先（1）應用課本學過的方法做實驗、觀察、並比較出鐵和鋁性質差異，進一步瞭解鋁箔性質（2）我們改良多種方法，才驗證出鋁箔皺摺和光澤，會影響傳熱和保溫，其中傳熱實驗我們以鋁箔直接包冰塊加熱，測融化水量的方法，最容易測出結果；我們再利用此包冰塊方法輕易驗證出（3）鋁箔包內含空氣食物烤熟的較慢，並驗證出（4）食物包在鋁箔內，切割後燒烤較容易熟；最後（5）我們用鋁罐、鋁箔自製成的容器，裝各種調味料溶液，加熱燒烤觀察，發現鋁在酸性甚至在鹼性溶液中，很容易生鏽，而含糖類調味料最容易燒焦；由以上各實驗我們結論出，一些食物包著鋁箔燒烤較正確安全的方法。

吃營養午餐後，喝優酪乳時突然發現，為什麼喝起來的味道是酸酸的，這使我們想起自然課曾做過生活中「酸與鹼」的實驗，且瓶上包裝印著每c.c. 含有一億個「活菌」，更讓我們對優酪乳中「活菌」充滿好奇，於是，我們便開始著手收集資料並歸納、實驗，展開與優酪乳的第一類接觸。

本研究利用折射與凸透鏡原理，以電腦繪製牛頓環透鏡所需之尺寸，訂做Lens I及Lens II兩組透鏡，整合LED光源，完成具牛頓光環的LED集魚燈具。其中Lens I由內而外為暗環、亮環、暗環、亮環之光型；Lens II則反之。本實驗目的是：為瞭解魚群對水下光線的行為模式，故設計三種實驗(光線明度、特殊光型、顏色敏感度)，以觀察魚類在水下對光型的反應行為與習性，繼而提出以特殊光型設計LED集魚燈以取代傳統燈具之建議，以達到節能減碳之目的。本研究發現，當魚群習慣環境中同一強度的光刺激後，便會逐漸的離開強光區，並在明、暗交界處逗留及徘徊，因此，可藉由具牛頓光環之LED集魚燈具，在海下營造出明、暗相間之光型，實現光之黑影吸引力，取代傳統高耗能的集魚燈。

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。

在利用植物纖維製成手抄紙的過程中，我們做了幾個簡單的變化，增減輔助劑的量時發現，添加輔助劑可以改變紙張的觸感跟外觀，也同樣可以增加紙張的韌性，但過多的輔助劑並不會增加紙張的韌性；製程中纖維的長短也會影響紙張的外觀與韌性，長纖維所製出的紙張較粗操及有韌性，反之，短纖維的紙張則較為柔細與易斷；添加合成紙可以使手抄紙張變得堅硬有韌性；若纖維浸泡過漂白水所形成的抄紙外觀與手感與韌性均有改變，浸泡時間愈長，對上述的影響也愈大。

本研究提出以筒狀模式，計算台灣中部2006至2009年間29場崩塌地及17場土石流案例。實驗分析以第(一)(二)(三)筒水深及土壤雨量指數(SRI)，及水土保持局土石流累積雨量警戒基準值之方法涵蓋案例百分比計算警戒基準值。研究顯示土石流RTI1及RTI2值較崩塌地高80%及25%，此與土石流發生需有大量降雨有關，而崩塌地RTI1值偏低，RTI2、RTI3及RTI4值則較土石流案例接近，乃因崩塌地發生於土層含水量達一定程度時，將由涵蓋90%案例RTI值顯示，RTI2及RTI3仍合理，RTI1及RTI4則低於200，該兩項對於災害警戒應用性較低，後續依涵蓋案例90%、50%、30%、10%。