第51屆--民國100年

為進行綠色實驗，達到實驗器材微型化的目的，使用毛細管及離心管取代高中課程中的U型管，我們選用毛細管來觀察兩端液面差(△D) ，並將毛細現象可能造成的誤差(△H)納入校正後，解決了一般滲透壓實驗耗時、效率差的問題，一套不到60元的有效率的簡易滲透壓儀便成形了。滲透壓為一種依數性質，溶液中粒子的數量會影響滲透壓的大小。在滲透壓公式：Ｐ＝ｉ*ＣMＲＴ中ｉ為范托夫常數，故我們選擇ｉ不同的３種溶液(C6H12O6、NaCl、Na2CO3)來進行實驗，並建立簡易滲透壓儀測量３種溶液(C6H12O6、NaCl、Na2CO3)的毛細管液面差(△D-△H，經毛細現象校正)與濃度關係式如下: C6H12O6: P實驗值=[ (△D-△H)+3.2/17.6]xRxT*i NaCl: P實驗值=[ (△D-△H)+0.7/14]xRxT*i Na2CO3: P實驗值=[ (△D-△H)-3.67/6.93]xRxT*i

本研究主要探討乳酸菌及果聚醣的添加對麵包品質的影響。結果顯示乳酸菌發酵麵糰產生有機酸、增加麵包體積及降低麵糰pH值致延遲發黴之功能。添加果聚醣可在不影響其香氣下，具有減少麵包掉屑、降低水活性、增加麵包保水性、組織結構變化較小及延長麵包老化之優點。另在硬度、彈性、咀嚼性及膠著性較低，黏聚性及回復性較高。經GC/MS分析後乳酸菌發酵之樣品可分析出acetic acid，市售乳酸菌分析出較多風味化合物與品評結果一致。鱸魚腸道分離之乳酸菌亦具一般乳酸菌之功能。

本研究的目的是想要了解臺灣地區東北角沿岸沙灘沙子的顏色和顆粒大小不同的沙子，這些沙灘的沙子中鐵砂的含量有多少？這些沙灘沙子的成份是否含有碳酸鈣？為了瞭解這個問題，我們利用磁鐵及鹽酸來進行實驗，結果證明臺灣地區東北角沿岸我們所採樣的沙灘，發現不同的沙灘所含的鐵砂和碳酸鈣含量都不一樣。還有沙灘沙子顏色、沙子顆粒大小與鐵砂含量沒有一定的關係，而且沙灘沙子顏色與碳酸鈣含量也沒有一定的關係。

我們發現太陽的移動軌跡會因緯度的不同會有不同的變化，研究中我們得到以下幾項結論：一、四季高度角變化並不相同，水平變化量平方值+垂直變化量平方值=固定數值，越接近天球東西方位線水平變化量變大，垂直變化量變小。二、太陽每天相同時間出現在不同的位置，若長期會呈現8字型的變化，當距離8字型中線越遠，則時差越大。三、南、北半球相同緯度地區，6/21和12/22太陽軌跡恰好相反，但南半球軌跡偏北，北半球軌跡偏南。四、太陽8字型，北半球偏南；南半球偏北；短圈都是4~8月，長圈是1~3和9~12月。五、東北、西北方日影時間長，太陽能板適合擺放於東南、西南方，若要設置於建築物周邊，則可考慮在1/2 ~2/3建築物高的距離擺放。

本研究以混凝土試體代替實際之牆壁，採用電腦軟體為研究工具測試後取得錄音檔，進行聲紋分析以輸出頻譜圖。我們由頻譜的特徵將麥克風可測量之頻率範圍分成低頻和高頻二個頻段，從中選出一組特徵頻率後加以分析比較，以找出可判別管徑和材質的差異。本研究所提出的方法，可以有效應用在判別建築物中隱藏管路之探測上，主要研究成果以下三點。一、在管徑方面：PVC管各試體頻譜圖的低頻部份出現明顯的規律性。在低頻部份，其特徵頻率隨著管徑的增加而有下降之趨勢，且均低某基準值(300Hz)；在高頻部份數據受鐵錘影響，故無明顯差異。二、在材質方面：鐵管試體之圖形和數據在「低頻」部份明顯較高，PVC管試體之數據均較低；在高頻部份數據受鐵錘影響，故無明顯差異。三、在隱藏管路判別方面：可以利用「低頻」的位置當成主要的判別依據。如果試體的「低頻」特徵頻率能高於背景雜訊，將可以判定為內含管路。

這是一個深入探討變形圍棋的專題，通常在圍棋的世界中最重要的是角落與邊的占取，所以有許多定石的產生，而有「金角、銀邊、草肚皮」的說法，本研究從多層棋盤的立體模式開始，一路思考改進，最後到球體模式；討論當棋盤在無邊無角時棋局會有什麼變化，研究中呈現把棋盤轉換成立體的歷程，最後的球型造型，為原來只有平面模式的棋局增加許多趣味，讓我們了解到把平面的圍棋的遊戲，轉換成球面遊戲，增加了不少難度，從單線模式到雙線模式對思考邏輯的挑戰也不斷的增加。最後的成果是一種球狀的圍棋遊戲，可由三組雙線交錯而成；傳統鍛鍊的棋力也將隨之面臨很大的挑戰。

本研究以綠能概念出發，嘗試將各類富含纖維素的廢棄物先行回收，經水解處理產生葡萄糖，再以葡萄糖為養分供應微生物繁殖。微生物分解葡萄糖之機制為氧化還原反應，經由電池裝置而產生電流，順利完成廢棄物轉換為能源的目的。在水解條件中，硫酸水解效果較鹽酸佳，硫酸水解效果為8M>9M>10M>11M；而就葡萄糖產量而言，木屑相較於舊棉質品、白紙產量較低，而在30~40分鐘是三者之最佳水解時間。比較白紙及舊棉質品葡萄糖產量，舊棉質品和白紙平均濃度約相等。最初所設計的第一代微生物電池，所產生之最大電壓可高達60mV，且持續放電時間長達5小時；而改良第二代燃料電池所得其最大電壓為125mV，且電壓在100mV以上持續時間72小時，十分穩定。本研究藉由廢棄物水解所產生之葡萄糖而供應微生物發電，是綠能觀念的延伸，應用上的創新，希望往後再改良、測試電池裝置，持續提高電壓及發電時間，製作出未來的替代能源。

在SARS疫情、H1N1疫情、流感疫情時期，衛生單位宣導勤洗手運動：「濕搓沖捧擦」，其中的「捧」就是清洗水龍頭，若使用紅外線感應水龍頭就可避免，搭配時間的限制還可節約用水。但是隨者季節的變化，若用溫水洗手，不會覺得冷颼颼也較有意願勤洗手，因此激發了我們研究具有「智慧」的水龍頭，導入自動調整溫度、出水量大小功能。環保節約用水方面可監控水溫，回收管內冷水，達到簡化配水管路，降低施工成本及後續維護支出。最後考量供水的安全問題，我們的研究策略是以語音方式提供現場「 濃度」、「瓦斯洩漏濃度」訊息，結合網際網路與智慧型手機對外求援，防止不幸災難發生。總之如何珍惜水資源、提升用水衛生與瓦斯使用安全，是我們研究探討的重點。

這次研究，利用尚未普及的聲能，關鍵是將聲波[廣義化]，並不限人耳能接受之聲波，再嘗試讓[聲電機]共振，共振產生力量之大(如美國華盛頓州TACOMA大橋受風吹而斷;又如法國昂熱市一座橋上有士兵走過，因士兵走的頻率與橋的頻率一致，使橋共振，振幅超過橋樑的極限)。本實驗中，無法得知確切輸入能，因輸入能須由共振能加發動音源的力學能，只能得知力學能(因空氣阻力仍無法精確)，無法得知共振能大小，所以盡量提高輸入能大小，根據質能守衡，得知能量不能變大(因質量未變)，再根據熱學第二定律，不能從單一能源(聲電機)吸取能量，使完全變為有用功而不逸散，將[聲電機]能量提高後可輔助其他能源，減緩耗損，而完成本實驗宗旨：應用。

宜蘭自古就有「龜蛇把海口」之說，而海岸沙崙正是這得天獨厚的環境產物之一。近來沿海地區的地層下陷、地下水鹽化和海嘯避難等問題一直被大家所關切，而海岸沙丘也正與這些問題息息相關。本研究藉實地踏察與既有資料以探究海岸沙崙的成因與特徵，並嘗試引用高中物理與地球科學課本所介紹的基本流體力學和地球物理原理，併合「簡易地電阻率測勘」及「監測井水位資料」進行交叉分析，以探求沙崙下的水體分布概貌(藉電阻率ρ與地層水鹽度S‰推估)。結果發現：南北縱走的海岸沙崙，高度大多超過10m，在地面上能對沿海達成防風、防鹽，甚至緩衝海嘯之效；而地面下則能把持部份淡水(水位在海平面上方1-2m)形成壓力以抑制地下鹹水上揚。故而，請別小看「一尺之差」─每一寸地下水、每一尺沙崙在水文環保上都具有其正面意義，我們不應該恣意破壞。