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最佳團隊合作獎

「蛆」之若悟-探討蠅蛆對於豬糞之除臭作用

隨著人類農牧環境的演變,目前的畜牧業大都採取高密度養殖,雖然高密度養殖帶來更高的經濟效益,但卻是製造更多的環境汙染,例如:豬糞帶來的空氣與水的污染。本研究中,研究者設計以自製之蒼蠅養殖器具培養蒼蠅,從蒼蠅的蛆、蛹、羽化、卵,又循環至蛆,尋找出最適宜培養蠅蛆的方式。本組接著嘗試以蠅蛆分解豬糞中的揮發性有機化合物分子(VOCs)。研究結果指出:蠅蛆可以有效降低豬糞中VOCs的濃度,能比對照組大幅降低3倍的VOCs分子,而分解能力也隨著加入的蠅蛆數量增加而提高。此外蠅蛆也能夠縮短豬糞腐熟的時間,使用蠅蛆替豬糞除臭是件可行的模式,而分解過後的殘餘物質,可再做為肥料,真是一舉數得。

寒潮溫度溼度之研究-從探空資料分析

我們利用研究台北探空資料、台北地面資料、嘉義地面資料以及校內自行觀測資料,分析並比較個別或相互間的影響及關連。主要分析內容為寒潮通過地面氣溫下降期間,地面溫度和相對濕度的相關性、850百帕露點對地面相對濕度的影響,同時探討地理位置是否影響降溫時間以及地面爆發寒潮期間,高空槽脊氣流和地面溫度的相關。藉由簡單的統計及沿著時間序列前後逐時平移求相關係數的方法,我們得到五點結論。

隱形劊子手-紅娘華動物行為之研究

大紅娘華屬於漸進變態昆蟲,生活史為卵→若蟲(經過五齡)→成蟲(從卵到成蟲約79日)。 生活於低海拔的水田,為水中掠食者,以水中小動物為食,偏好吃食蝌蚪,主要以視覺(但無法感受到靜止不同的獵物)及獵物的震動來偵測獵物,視覺偵測極限距離約8cm,水平偵測角度約232.94度(左方加右方),垂直方向約173.68度。出手攻擊的時間僅約1∕7秒,有效捕捉到獵物的距離約為1.591cm,約前足長的1∕2。體型愈大的獵物,被麻醉昏迷的時間也愈長,會多處注入麻醉液讓獵物進入昏迷狀態。隨著食餌密度的增加,其捕食量也增加,但食餌密度愈大,其處理時間愈短。溫度愈高(30℃以下)其捕食率也愈高,偏好棲息在泥土的環境,藏於底土裡,等待獵物上門,為坐等型獵食者。

翻轉世界-12解遊戲

我們主要研究一個有趣的數學摺紙遊戲:透過切割6解中空卡創造4款12解中空卡-長方形中空卡、長方形切割中空卡、逆斜中空卡、斜中空卡。 我們是最先發明12解中空卡遊戲的,4款12解中空卡都值得深入研究,本研究小組先選定12解斜中空卡作深入研究,至研究結束找到斜中空卡摺成正方形的組合數4760個,創作6解中空卡無法達成的12生肖、12星座等主題12解斜中空卡。 我們拿12解斜中空卡給同學玩,同學玩到連走路都捨不得停下來,於是我們繼續創造了幾何卡、乘法卡、分數小數卡、等值分數卡、加法卡等12解斜中空卡,將12解斜中空卡應用於數學學習,進一步統計加法卡和數4~48的摺法共計521種。

午後,就是「雨」眾不同

因為覺得在下午的時候好像常下雨,讓我們對下午的雨充滿了好奇,再加上自然課人造霧的啟發,於是開始了一連串的數據分析與實驗設計。數據的分析來源主要是台中氣象站2004-2014年的逐時天氣資料。同時在實驗室逐一控制條件下,嘗試找出較佳的人造雨製造條件。研究結果發現: 一、一年中以夏季最容易下雨;一天中則以下午時段下雨出現次數最多。 二、下午下雨前的天氣變化趨勢為,氣溫、風速、氣壓會下降,而相對溼度、露點則會上升。 三、實驗室製造人造雨的較佳條件:將65℃水倒入250ml量筒中,以鋁合金 (由廢棄的光碟機拆下的外殼) 蓋住量筒上方一分鐘,再置上冷凍舒跑冷卻3分鐘,拿開舒跑,即可發現鋁合金上附有大量水滴。

運用抽吸效應(suction effect)減阻之研究

本實驗創新之處為不耗能的自然抽氣都可以達到需耗能的強制抽氣效果。為了證明抽氣會減少邊界層厚度而降低阻力係數,進而達到減阻的效果,我們做了以下實驗:壹、在不同風速(wind speed)下觀察圓柱細線擾動的位置,比較層流(Laminar flow)和紊流(Turbulent flow)分離點的位置,當風速愈大時,分離點往前緣發生;貳、利用不同風速比較光滑圓柱、自然抽氣(Natural ventilation)圓柱和強制抽氣(Forced ventilation)圓柱之下的圓柱阻力,並分析阻力係數(Drag coefficient)差異,發現強制排氣小孔圓柱(加引流孔)是五組中阻力係數最小的,實驗證明強制抽氣加引流孔減阻效果可達三成多。

日『振』當中-利用日光偏振訊息簡易計算觀測者所在經緯度

本研究利用日光偏振訊息找出太陽方位,發現ω(日光強度的極大值對稱軸旋轉角度)與太陽方位角As的關係為:As=-ω+φ,負號代表逆時針旋轉,φ為偏光膜初始角度。因此可藉由日光偏振訊息得知太陽的所在方位角。 此外,為了得知觀測者所在經緯度,本組採用三角定位法,並以原地觀測到不同時刻的太陽方位角,及已知兩點太陽直射地球的經緯度,來作推算,並輔以球面三角學加以修正,且更進一步測試觀測者在不同緯度、經度、觀測時間差及觀測時間等情形,使本計算模式更完善。本計算模式為本組創新之研究,其適用範圍隨太陽直射緯度而變化,最小適用範圍在正午前後2小時,且兩次觀測時間間隔只需15分鐘,比一般只能在正午時推算經緯度的方法還來的便利。

來去山頂「Sian」海風

由於爸爸說大肚山感覺寒冷是因為『Sian』海風的關係,讓我對海風產生探索的興趣。研究中除對海風、風冷溫度定義外,亦以實驗模擬海風形成的原理、影響等,並以空軍氣象聯隊、空氣品質監測站及中央氣象局等2008-2010年的監測資料作為相關研究的數據來源。研究發現大肚山上感覺寒冷並非是因為『Sian』海風的關係;大肚山除夏季盛行南風外,北北東為其他時間主要出現的風向;白天出現海風的機會較夜晚高;夏季以12-16點為海風盛行時刻等。最後並提出海風對於我們生活上的影響及建議,如海風可以緩和大氣溫度,有海風時要特別注意防曬等。

生「蓴」感「碳」-不同pH值酸化海水與石蓴交互影響之研究

本研究實際調查中部海域沿岸大型藻類生存現況;探討以CO2及硫酸、鹽酸所誘導的酸化海水對石蓴光合作用之影響;評估石蓴對酸化海水pH值回升的貢獻;觀測不同CO2誘導的酸化海水對石蓴生存之影響。結果顯示CO2誘導的海水在pH值8~6內,有助於石蓴相對產氧率之提升(最高319%);但若酸化至pH5時,則明顯受到抑制(26~37%)。以硫酸、鹽酸誘導的酸化海水, 在pH6以下愈酸,產氧量亦隨之遞減;pH3~2可使石蓴立即受損。石蓴可直接利用碳酸氫根作為光合作用的碳源;單純的H+濃度增加,並非產氧量減少的主要原因。海水過酸(pH5)會促進石蓴主動吸收H+。CO2誘導的pH8~6酸化海水初期可促進石蓴生長,但長期(42天)仍使其白化萎縮;當海水酸至pH5時,短期內即導致石蓴白化死亡。

切切私語-探討平行四邊形體頂點至對邊等分點切割的變化

本研究以平面為基礎,往內做N層切割,往外再向立方體推展,探討四邊形、體進行連線切割後,所剩餘四邊形為何種形式四邊形,且剩餘四邊形、體的面積、體積與原四邊形、體的比值來進行研究。結果發現正方形切割後,所剩餘四邊形仍為正方形;平行四邊形切割後所剩餘四邊形為平行四邊形,且剩餘四邊形面積為原四邊形的(n-m)2/n2+m2,長方形、菱形與平行四邊形結果一樣,並發現以此切割法也可以用來反證勾股定律。往內做N層切割所得內外面積比為[(n-m)2/(n2+m2)]N,往外向立方體推展求得體積比為1-(n+k)/2n+2k3/3n(n+k)2。