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佳作

「生」「生」不息—本土種石田螺及外來種多稜角螺之生殖生物學

多稜角螺Angulyagra polyzonata為臺灣近期發現的外來種螺類,目前主要分布在屏東縣九如鄉崇蘭新圳。本實驗從生殖生物學探討外來種多稜角螺對本土種石田螺可能造成的影響,發現多稜角螺數量遠大於石田螺數量,兩者最小生殖體長約為16~18 mm,但個體平均懷胎數,多稜角螺卻高於石田螺。多稜角螺雌螺有效生殖個體占族群中的47 %,而石田螺雌螺有效生殖個體占族群中的46 %。相對死亡率累加至有效生殖體長之前,石田螺占族群中的91.82%,多稜角螺占族群中的91.73%。預估下一世代數量及可存活達生殖體長的數量,多稜角螺數量大於石田螺,兩者相差約8倍。從以上的資料可以看出,多稜角螺在生殖潛能上具有相對優勢,且已嚴重影響石田螺的生存空間,對臺灣生態的影響不容忽視。

由廚餘米飯製造酒精之研究

本研究目的是利用學校午餐剩餘的米飯,以多種實驗尋找最省時及最高出酒率之製造方\r 法,且可提升廚餘米飯再利用之經濟價值。研究方法:一是以固態酒麴發酵之傳統方法製造,\r 二是以液態酵素發酵之新式方法製造。初步獲得以下結果:1.以固態酒麴發酵之傳統方法製\r 造酒精:米飯、水與酒麴之最佳重量比例為100%:150%:1.5%,整個製程需20 天左右,平\r 均出酒率約18%。2.以液態酵素發酵之方法製造酒精:米飯、水與液態酵素之最佳重量比例\r 為100%:200%:0.2%,整個製程需7 天左右,平均出酒率約22%。3.使用新式方法之液態酵\r 素發酵,快速、省時且出酒率高,為最佳之製造方法。本法初次蒸餾所得低濃度酒精產品可\r 提供廚房做為菜餚調理之用,再蒸餾所得高濃度酒精產品可作為汽油之替代能源。

高效率車床用車刀免墊片刀架

機械加工在工件夾持及刀具夾持方面,是兩大攸關成敗之課題,不論是傳統機械或是自動化機械,同樣要面對這兩大難題。工件或刀具夾持之穩固性及便捷度,是每位機械操作者必需克服及要求的。機械科一年級學生都要操作機械,而且都要參加機械加工及車床技能檢定。操作車床第一步是將車刀安裝於車刀架上,要墊高車刀對準工件中心,是很頭疼的項目,車刀忽高忽低、一墊再墊,就是差那一點點。向老師抱怨,老師的回覆竟是「那你去研究改進,說不定還可以申請專利」。到二年級上專題製作科目時,便仔細思考如何在不使用車刀墊片下,能快速將車刀對準中心,以提高工作效率,而且可以省下購買墊片之花費,希望藉此研究發明,能使將來學弟妹們,於操作車床時,不再有無效率之批評及遺憾。

渦流管的應用及研究

現今的加工產業逐漸朝向微小加工,在目前有屑加工過程中,會使用切削劑來冷卻及潤滑刀具及工件為其優點,然而切削劑在使用時,其切屑易黏致於加工表面及刀具上,再加工會造成刀具壽命降低和加工面表面粗糙度不佳以及環境的汙染。 本實驗是利用渦流管的原理及其製冷的特性應用在CNC銑床加工,來取代加工時使用之切削劑。首先,本研究設計不同的材質、噴嘴、孔板及渦流管長度等參數,探討其製冷效果,研究發現材料以鋁材、噴嘴及孔板數為5個及渦流管長度200mm有最佳之製冷效果。 在現今綠能意識高漲及加工微小化的工業,渦流管將是未來工業科技中的一部分。

回收紙大改造-自製環保紙黏土的研究

本研究是以紙黏土為主題進行探究,目的在於:1.瞭解紙黏土的基本製作方法及特性;2.找出影響紙黏土柔軟度和延展性的因素;3.比較不同配方製作出來的自製紙黏土乾燥後的差異。 研究結果發現:1.紙黏土除了紙以外,還需要添加玉米粉、高嶺土、黏著劑及油才能製作而成,我們的配方為紙漿55g加入40g玉米粉、40g高嶺土、60g糨糊及1.5茶匙嬰兒油;2.紙的種類、添加粉、黏著劑、黏著劑的添加量、紙漿和黏著劑比例、高嶺土和玉米粉比例都會影響紙黏土的柔軟度和延展性,而嬰兒油的添加量則不會影響;3.所有自製紙黏土乾燥後重量剩下約原本的一半,除了表面較多裂紋、顏色偏黃或灰之外,其餘和市售紙黏土相似。

迷你農場

家中如果沒有陽台、或是因為陽台方位關係,很有可能沒有陽光的眷顧,再加上如果家中有養殖動植物時,每當全家要外出多日時,那些可愛動植物也會因疏於照顧,等回到家時,植物早已枯萎、魚兒因缺氧及缺乏食物而奄奄一息了。為了一次解決多個問題,本組決定以「無人自動化」、「環保又節能」為基本考量,希望能夠利用取得方便的回收資源材料、可組合拆裝模組及應用物理課程中所學陽光、空氣、水三元素來自動維繫基本動植物生命,並實際導入日常生活中來進行驗證,當題目進入到收集資料轉化成資訊時,我們發現到許多前輩們製作水利循環系統都是只有從上而下,浪費了部份水資源,於是本組在製作過程中,目標不僅是完成一個可長期由上而下小小水利系統,並接續可以同時完成由下而上水利循環系統。

液滴受震波驅使而產生向上爬坡行為之物理機制探討

我們研究的主要內容是研究液滴處在激烈震動的傾斜板子上時,為何會產生向上爬坡的現象?我們發現水滴大小、頻率、振幅、液滴成份、板子與液滴之間的附著力、爬坡角度與水滴形變等,對液滴爬坡速率皆有影響。我們試著改變板子的傾斜角度,水滴最大的爬坡角度可達43度角。液滴之所以會爬坡,主要是因為震動使其形狀產生變化,受到板子附著力及水滴表面張力兩者的拉扯,加上重力與慣性的影響,水滴會先形成突起的柱狀體,之後柱狀體會往高處移動,因此帶動了水滴的爬坡效果,以上是利用高速攝影技術所觀測的結果。我們亦利用木板、壓克力板與橡皮筋來製作一個模擬水滴可爬坡的裝置,結果顯示,壓克力板會因為橡皮筋的拉扯而產生向高處移動的效果。

靈魂之〝窗〞—一氧化碳自動感應救命窗之模擬測試

一氧化碳是燃燒不完全時所產生的氣體,它可以在數分鐘內使人致死。近年來有許多死亡案件都是關於“一氧化碳”中毒,在冬天裡更是常常聽到這些駭人聽聞的新聞消息。一般民眾總認為倒楣的事不會發生在自己身上,導致每年都會有因疏失而犧牲寶貴生命的事件,歐洲已經有立法嚴格規定每個人的家中都得安裝一氧化碳偵測器,而日本實施這項政策也有 30年之久。所以我們決定以電子樂高RCX和NXT可程式控制器相關零件作為研究基礎,結合市售的一氧化碳偵側器,組裝出更安全的“一氧化碳”偵測設施,進而模擬測試,期盼能推廣使用。有了一氧化碳自動感應窗,如果發生了一氧化碳濃度過高,就算是只有小孩在家,也可以減少意外的發生。

兵蚜向前衝–社會性竹莖扁蚜(Pseudoregma bambusicola)之防衛行為

本研究是為了探討竹莖扁蚜(P. bambusicola)之兵蚜的防衛行為,並進一步探討螞蟻與蚜蟲之間互利共生的關係。結果顯示,兵蚜在族群中確實有型態上的不同,造成兵蚜有利於防衛的條件,且發現蚜蟲的防禦不一定需要仰賴螞蟻,除了螞蟻之外,還有部份種類的蚜蟲可藉由階級中的兵蚜來進行防衛,尤其是另一種栓葉安息香的造癭性竹莖扁蚜群,更能夠彰顯兵蚜群體中的作用。

有趣的扭蛋-偏心機構的研究與應用

我們在五上藝術與人文「第二單元:環境的藝術」的課程裡,我們發現保麗龍球中間挖空,放了一顆比保利龍球還要小的球,放在地上滾,路線和一般的圓球不一樣,非常有趣。我們想了解我們的「布偶球」滾動的變化,重心和力的關係,同時想探討利用的可能性。我們發現:(一)物體中空有重物(球)時,會彎曲滾動。(二)物體的滾動會受實心和空心的影響。(三)物體重心的位置改變會影響物體的滾動方式及路線,會偏向較重的一方滾動。(四)物體在旋轉時,會產生一股向外的離心力。(五)我們利用彈珠滾動改變圓球重心的原理,作出第一代的扭蛋五種(保利龍球加彈珠-分別放 1-5 個彈珠)(六)我們利用鐵罐、橡皮筋加螺帽,做出第二代會滾過去、滾回來的扭蛋。(七)我們利用馬達可以持續轉動的功能,加上竹筷,做出第三代的扭蛋。(八)我們利用改變重心位置會影響物體的滾動方式及路線的原理,加上馬達,做出第四代的扭蛋(透明及不透明球加馬達加偏心結構)(九)我們的扭蛋除了很好玩以外還可以做為自動清理地板的好幫手,真是有趣又實用。我們透過「有趣的扭蛋」的研究,可以把科學的研究成果在日常生活當中加以應用,覺得有趣又有意義。