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佳作

第四個傻瓜—電影「Three idiots」中尿液觸電之真偽

電影「Three idiots」中,尿液觸電情節引起我們的興趣,尿在通電的湯匙上,真的會觸電嗎?人體電阻值差異很大,潮濕時電阻值會降低很多,增加觸電的危險。尿液電阻的個別差異也很大,但尿液柱長度愈長、愈細,則電阻愈大,而流動的尿液電阻變小。 DC110V時,尿液柱在3cm內電流達70mA以上;AC220V時,距離15cm以內可達到 10mA,皆能造成危險,而要達到這樣的電流值的條件與電極材質或溶液樣本均無明顯相關。尿液是否導致觸電的主因與「電極的距離」和「尿液柱是否分散」有關;當尿液柱集中無分散時,AC220V時,在10cm遠處可測得60mA以上的電流,而150cm遠處都還可以測得微小電流。電影情節中,尿液觸電真實發生機率很低,除非電壓極高,尿液柱集中且與通電湯匙距離很近,才有可能發生。

天不搖,地不動—非牛頓流體在建築結構抗震之應用

由於非牛頓流體可能可以降低地震災害,故本組著手探討它的抗震應用。實驗(二)中的自製黏滯力測定儀,以自製磁浮軸承來降低摩擦力,並用光電式計時器測出黏滯力。可發現流體的黏滯力最大的為麥芽糖,最小的是食用油。實驗(四)所用的自製撞擊製震器是用斜坡上的滑車撞擊承載流體的滑車,以高速攝影機拍攝流體中的柱子的搖晃頻率,再分格分析影片。在實驗(五)中自製地震模擬器的移動平台是用輪胎驅動,且加上抽屜滑軌使其能左右晃動,並用網路攝影機由上拍攝,觀測平台上紅點的路徑,判斷對建築的破壞程度。經由自製地震模擬器的實驗結果,得知麥芽糖的避震效果最佳,玉米粉液次之,可以做為未來在抗震設計時的參考與應用。

神奇暖暖包—醋酸鈉結晶之研究

本研究以市售可重複使用熱敷包之結晶觸發與結晶成長為研究主體。由實驗推測此熱敷包中之醋酸鈉水溶液應為一過飽和之過冷溶液,以手折金屬片,可能因其裂隙釋出晶種,使其結晶;同時溶液迅速轉變為固體並放熱。實驗結果顯示,在結晶觸發及成長的過程中:(1)醋酸鈉的濃度越高,越容易觸發結晶、結晶成長速率較快,且結晶後熱敷包升高至較高溫度。(2)在熱敷包中添加醋酸鈉之同離子,發現較難觸發其結晶、結晶後溫度上升程度較低且結晶成長速率亦明顯減緩。(3)在不同溫度下,嘗試觸發熱敷包結晶,發現高溫下極難觸發,在結晶成長過程中,在5~45℃ 間以25℃時結晶成長速率最快。

「巧克力、巧克力」-白頭翁繁殖行為探析

我們在學校及住家附近共觀察15個白頭翁鳥巢,錄下白頭翁孵蛋及育雛的各種行為,我們發現:(1)白頭翁築巢的位置多樣化,但巢形、巢材、巢的大小一致性相當高。(2)築巢時間約一星期;白頭翁每窩蛋為3或4顆,蛋期為10或11天,親鳥在孵蛋時有翻蛋、理毛等行為,氣溫較低則翻蛋的次數較多。(3)親鳥育雛的食物為雜食性,有昆蟲、蜘蛛、果實等,食物種類因繁殖時間及巢位的不同而有差異;親鳥以鳥喙銜接及吞食雛鳥糞便;幼鳥在羽毛長齊後會開始理毛與展翅以準備離巢;餵食時親鳥及幼鳥都會發出聲音互相溝通。(4)白頭翁雛鳥在孵化後,經過11天的成長才離巢。(5)幼鳥離巢時,親鳥會在巢外鳴叫誘導及保護。6.遇到干擾時,白頭翁親鳥會以急促的鳴叫聲來警戒。

咦!紅茶怎麼變酸了?紅茶發酵因素之研究

參觀茶園時,老闆娘提到喝剩的紅茶放久了,竟長出白色菌膜,紅茶也變酸了。經過資料蒐集,我們發現是微生物對紅茶產生發酵作用。在五下自然「微生物的作用」單元中,介紹利用微生物使食物發酵的實驗,與「酸紅茶」有些關聯。我們針對「紅茶發酵」有關因素展開研究,瞭解其中奧秘。在研究中獲得以下發現:一、 微生物(紅茶菌)對紅茶、綠茶及烏龍茶的發酵作用,以紅茶最好。二、 紅茶加入黑糖、赤砂糖……等六種糖後進行發酵,發酵差別並不明顯。三、 紅茶加入適量的糖,發酵較快。如果加入太多糖,糖的濃度過高,發酵不佳。四、 紅茶在室溫中發酵較佳;冰箱冷藏溫度太低,發酵並不理想。五、 紅茶接觸空氣發酵較良好,將紅茶密封未接觸空氣,發酵不佳。

課本錯?還是我錯?—鐵生鏽會用掉空氣 vs. 鐵生鏽會產生氣體

上自然課觀察鐵的生鏽時,原本要實驗證明鐵生鏽會「消耗空氣」。但實驗結果卻是「產生氣體」。在確認過這個結果並不是有人惡作劇之後,我們開始了一系列的研究。一開始嘗試要檢驗:「到底多出來的氣體是什麼氣體?」。失敗後,我們只好進一步檢查「為什麼有時候鐵生鏽消耗空氣、有時候卻是吐出氣體?」。成功的發現關鍵因素之後,我們利用這個特點,製造出較純的(沒有混合空氣的)鐵生鏽吐氣(此時我們才發現其實這已不算是鐵生鏽了)。較純的氣體較易被檢驗,這個氣體很輕、遇到火會爆掉,所以我們推測這個氣體是「氫氣」。最後我們也提出一些建議,想觀察「鐵生鏽會消耗空氣」的現象時,應該注意哪些事項。

「果」真如此-勁量水果電池

經本研究發現影響水果電池發電效能的變因有電極種類、電極間距離、電極與電解質的接觸面積、電解質的成分與濃度、電極串聯與並聯方式等。利用數位式電錶測量水果電池的電壓與電流,分析得到主要結果如下:一、利用成本低、容易取得的鋅-銅作為電極,發電效能佳;二、電極間距離近,發電效能佳;三、電極與電解質的接觸面積大,發電效能佳;四、以70%檸檬汁與30%雙氧水比例作為電解質,可以有效提升電流;五、以並聯方式製作基本電極模組與改良式電極模組,可以大幅提昇水果電池的電流至數千倍。應用勁量水果電池可以使LED燈及數位式碼錶作用,並可成功驅動小型電動車與風扇馬達,在並聯了兩組改良式電極模組之後,更進一步成功點亮了鎢絲燈泡。

我的飛機會轉彎~紙飛機迴旋飛行之探究~

本研究主要探討紙飛機在投射時,改變其結構時,對飛機迴旋的影響。包括:一、機翼與地面的角度。二、機翼面積、紙質、重心。三、升降翼的厚度、角度大小。四、翼尖帆的厚度、角度大小。希望能從過程中瞭解這些因素對紙飛機迴旋飛行在迴旋半徑以及成功率的影響及關係。

腳踏車環保發電儲電裝置

我們利用廢棄的光碟機、手機充電座與鋰電池,加上一些簡單的零組件、工具,在花費約100元的情況下,組裝完成一套腳踏車發電儲電裝置。這套裝置可用家用電源充電,也可用我們的腳踏車發電裝置充電,而鋰電池體積小、儲電量大、提供電流穩定又可重覆充電使用,減少一次電池的使用,省錢又環保。 腳踏車有了固定的電源後,就可對鋰電池充電或加裝方向燈、尾燈、喇叭....。除了好用之外又能學以致用,並推廣環保概念都使我們很有成就感,希望我們這樣的觀念與做法能推廣、改良,經濟又環保,還可加入自己的創意,真是一舉數得!

少年起司的奇幻漂流 ~探討牛奶與豆漿的凝乳現象

本研究緣起於想讓吃全素者也能享受吃起司的美味,接著透過文獻探討,再藉由實驗及操作瞭解酸、乳酸菌、凝固劑、加熱溫度及時間等因素對凝乳現象的影響。最後希望能嘗試自製牛奶起司與豆漿起司。透過一系列的實驗操作,我們瞭解牛奶與豆漿的凝乳的特殊現象,在本研究中牛奶的取得佔去高額的實驗經費而豆漿成本較低卻有更多的凝乳量,由此推論若能研究出最佳的豆漿凝乳配方應具其經濟價值;而且豆漿起司的研發也可以造福吃全素者,讓他們享受起司的美味。