第51屆--民國100年

本研究乃針對常用窗型空調冷氣的凝結水回收再利用作專題研究與改良製作。目的在於改善效能、避免污染環境（熱風、凝結水等排放）、及調節室內濕度能舒適健康。改良過程中，分為兩大部分 : 一、結構方面 : 就凝結水設計回收管路及找出霧化之最佳規格及操作。 二、系統方面 : 依據結構作電路系統設計，挑選濕度及水位感測器，搭配電磁閥切換電驛延遲，達到凝結水室內霧化恆濕、室外霧化散熱的雙重功能。 實作研究後分析、比較數據，發現改良後可達到 : 一、環保不滴水－－凝結水可以99.9%回收，並且利用於冷凝管之散熱提升效能。二、節能且省電－－冷房能力可提升17.6％、E.E.R值提升17.44％。三、健康又舒適－－室內濕度恆定在 ±0.5% 以內。無造成過敏、、等疾病之虞。

大紅娘華（Laccotrephes robustus）是水質乾淨的指標生物，分布在平地或低海拔的靜止水域。飼養須考慮蛻皮與產卵需求。前足腿節的突起形狀可用來分類紅娘華種類。頭小，複眼大，觸角短，第一對步足為捕捉足。腹部末端的形狀可分公母，雄蟲圓鈍，雌蟲尖銳。以機械式交尾可達一小時，母蟲較雄蟲多，可產2~3個卵塊。若蟲有五齡，呼吸管無法像成蟲分成兩條。一齡剛出生為紅色，齡期愈大，體長愈長。三齡有芽翅，成蟲有翅膀。屬於幼年初期高死亡型，若蟲齡數＝體長(含呼吸管)cm＋1。有共食行為，有時會自相殘殺。無偏好的獵物，常捕食前方來的獵物，刺吸式口器會一吐一吸來攝食獵物。受驚嚇時，會假死、呈現防衛姿勢或排出排泄液。夜行性，正趨光性，對深色光較有興趣。

本研究探討象鼻蟲製作捲葉前在葉面上戳洞行為與圓柱狀捲葉關係。研究過程中測量葉面上孔洞記號的連接距離，發現可呈現許多相似等腰三角形，將所畫出的三角形組合成七邊形後，再利用三角函數及餘弦定理來驗證孔洞與捲葉間數學的規律。探討全等性質的等腰三角形及相似等腰三角形面積關係，並以手作摺紙及GSP軟體繪製圖形觀察。結果可以得知： (一)在一面積相等的正七邊形中，全等三角形合併時（內部為中心點）與相似等腰三角形合併時（內部為任意點）的面積公式為a/2(h1+h2+...hn)=n*a/4(cosθ/2)2*sin2π/n ，則可知兩者面積相等。 (二)我們利用餘弦定理進行演算，結果發現等腰三角形頂角約為 ，底角約為 ，與正七邊形內角相近，所以可得知捲葉搖籃內部約為正七邊形，而有接近圓的模式，符合捲葉搖籃的外觀形態。

家中附近的蛙鳴聲開始了賞蛙和養蛙的探究歷程。過程中觀察到梭德氏赤蛙卵和蝌蚪的發育過程，也飼養澤蛙、黑眶蟾蜍和莫氏樹蛙觀察其攝食、棲息、挖洞、裝死等行為。由於賞蛙過程經常遭遇未知蛙，因而製作台灣蛙類的二分叉檢索表，並分析台灣33種蛙類外型和構造上的特徵及鳴聲長、鳴聲間隔及主頻率等聲音特性，利用Excel軟體發展台灣蛙類的『會聲會影檢核表』能快速而正確的判斷未知蛙種，以Excel篩選的方式突破一些二分叉檢索表檢索遭遇的問題。作者也試著開發出自動分析蛙聲的程式，利用手機、PDA將檢核系統行動化。經過教學與測試，多數中小學生能順利使用此檢核出未知蛙種，作者也建立網頁將研究結果推廣與分享，希望大家一起成為賞蛙愛蛙的賞蛙達人！

本研究探討在水凝冰過程中，加入一低頻振動，探討其氣泡聚集在特定點成團的現象。首先改變水中溶氣量，以探討氣泡成因；並改變水量，推測其流動性質的影響性；利用照相觀測氣泡生成過程，推測氣泡聚集成團的原因。實驗方法以喇叭作振動器，施加不同頻率振動冷凝時50mm鋁管中的水，待其固化後觀察不同頻率時的氣泡分佈狀況。結果顯示，在頻率10-40Hz中，頻率越高時，氣泡團間間距越小。而在不同的水量進行實驗時，發現在水量過多或過少時，都不容易觀察出生成氣泡之現象，且水量佔管體積35%時氣泡聚集最明顯。推測可能是因為水裝太滿時液體無法流動所導致。以照相觀測凝冰過程，發現節點會比較早結冰，故氣泡不平均現象是因駐波場導致結冰順序改變間接造成。

媒體有超重度近視者變成夜視人的報導，我們感到新奇與不可置信，便用凸透鏡模擬近視、並用相機進行測量研究，以解開「夜視」之謎。 首先我們測量各凸透鏡的焦距，找出度數與焦距的關係。並得知相機光圈口徑越大，單位時間進光量越大，則快門時間越短，其次在「字」與背景的各顏色中，發現以白底黑「字」的亮度最大，便以此「字」卡進行以下實驗。 接著發現，凸透鏡的度數愈大，則「字」與透鏡的距離愈短，愈能看清楚字。「字」與透鏡的距離愈短，則亮度會愈大，愈能看清楚字。此外，凸透鏡的度數愈大，則看到的「字」會愈大，愈能看清楚字。 最後我們用眼睛實際來觀測，結果發現，利用度數較大的凸透鏡，真的可以在較少亮光下，清楚地看見「字」。

一、本實驗最大特點在於使用同一個實驗模式，從事五個不同的研究，分別是 氣體分子量測定；二氧化氮的偶合反應；鐵與稀硝酸反應生成氣體的探討；鋅片及鋁片與鹽酸反應之反應速率及反應級數的測定；鋅片及鋁片與鹽酸反應之反應活化能的計算。二、本研究的分子量測定實驗，亦可用以測定其他氣體的平均分子量，其方法非常方便且精準。三、本研究可經由較方便且簡易的方法來測定出二氧化氮偶合反應的平衡常數與反應熱。 四、經本實驗研究發現到鐵與稀硝酸反應後生成一氧化氮而非氫氣。五、在鋅片及鋁片與鹽酸的反應中，對鹽酸皆屬一級反應。六、本研究所計算出之鋅片與鹽酸的反應活化能為21.5kJ/mol，鋁片與鹽酸的反應活化能則為89.9 kJ/mol。

大漢溪具有豐富的谷曲流地形，是桃園縣山區景點的一大特色。本研究運用「Google 地球」軟體，截取大漢溪從石門水庫至砂崙子及大漢橋間的衛星照片，進行曲流地形判識，並經由野外考察實地驗證，描繪大漢溪流域曲流地形的分佈情形；探討蜿蜒度、坡度、地質與暴雨侵蝕對曲流地形的影響。發現蜿蜒度越大，交切山腳越豐富；坡度與蜿蜒度成反比，而坡度及地質結構影響曲流型態。此外，蜿蜒度越高的曲流，代表受暴雨侵襲的頻率越高，河流開墾應注意地形的特性，避免在蜿蜒度高的河川地及凹岸開墾，以減少洪泛所造成的損失。

節能減碳一直是全球持續發燒的話題，臺灣研發的「軟實力」更把環保節能的精神發揮得淋漓盡致。我們發揮創意提出結合運動器材與發電模組的構想，透過完整的探究過程，理解基本電學、發電機的結構與追求高發電效能的關鍵。最後付諸實現，巧妙結合好神拖(踩踏式脫水拖把)與踏步機，製作出「好神踏步發電機」。最大功率可達到15瓦特。運動同時不但能支援照明、風扇，也能提供手機、音樂等的電力來源，真的太神了！

綠能環保意識抬頭，擁有無污染、單位能量轉換效率高等特性的氫氧燃料電池，常是陪伴在科學家身邊的好題材，但由於電池反應牽涉固、液、氣三態之間的非勻相接觸，所以真正在做實驗時，氫氧燃料電池「高能量轉換效率」的特色並沒有獲得完全發揮，一般研究大多在進行「固相」的電極改造，本研究則對「液相」的電解液進行改良，利用界面活性劑黏稠、易起泡的特性，將界面活性劑與電解質溶液混合，並利用電解時所產生的微小氣泡，氣泡為電解液、氫氣同時存在的狀態。氣泡包覆氫氣、增加電池三相接觸表面積，增加電池效能，並探討不同的溫度、濃度、電解質、氣泡大小是否會影響電池效能的升降，而推論造成上述影響的可能因素，並多方面地輔以佐證。