科技的原理 97-2 期中考

簡答題，每題十分

（一）書櫃之交叉型鐵支有強化結構之作用，其原理為何？

鋼鐵材質的柱子由於其延展性較好的關係，較容易被折彎，但拉長或壓短就不容易了。橫向施力較容易使原有垂直排列的鋼骨受到彎折的形變，但對於交叉的支柱而言，橫向的施力會分力成為壓縮或拉張，因此對橫向施力的抵抗性較強。

（二）以在水泥或石材來建建造拱橋、拱門，在結構上有什麼優越之處。

水泥及石材類的建材耐壓不耐拉（尤其是堆砌起來的石塊更是如此，從上面壓下去可承受極大重量，但由上面移天一個石塊則是輕而易舉）。這些建材若以拱型的方式去建造建築物，則每一塊的形變都會向兩側傳遞到基柱而直到地面，整個結構體內的任何一小部份所承受的力都是擠壓的力量而完全沒有拉開的力量。拱形設計因此完全發揮石材或水泥的耐壓的優點而避免了其不耐拉的缺點。

（三）鋼為什麼比鐵堅韌？

鋼是鐵之中再摻入約百分之五的碳，原子體積較小的碳能卡在鐵原子排列的空隙中，使鐵原子的滑動不易。如此降低鐵的延展性並提高其硬度。

（四）自來水淨化為什麼要加明礬。

明礬加入水中會產生絮狀物，有捕捉（因布朗運動效應）飄浮於水中之雜質及微生物的作用，一旦凝集之顆粒變大，便不能再作布朗運動而沈澱，如此可使水質清澈。

（五）仍殘留有養份的家庭污水為何不宜排入河川中？

因為帶有養份的水流入河叫中會迄成細菌大量消耗水中氧氣使其他生物之法生存而破壞河川生態。

（六）為什麼從電廠發電機送出來的電，還要再加高電壓才送出？

輸送電能是相同量的情況下，電壓越高，其電流越小，所造成的電力耗損越少。

（七）溫度提高在微觀的世界是發生了什麼現象？

原子分子之移動的速度變快。

（八）何謂共振？請舉例說明。

當外加的施力的頻率與物體振盪的自然頻率一致時，振盪會越來越大，就是共振現象。例如，幫小孩推鞦韆，配合擺盪的頻率，鞦韆會越來越高；又如，部隊過吊橋，不可齊步走而要變步走，才不會造成吊橋擺動過大而把人晃下去。

（九）試敘述電冰箱運作的原理。

冰箱中有壓縮機、冷媒管、散熱片、膨脹閥，與冷媒。冷媒被壓縮機從出口一端壓入管中，受壓液化並變熱，及時通過散熱片把熱排出，到了冷凍庫處冷媒管中有細孔的膨脹閥，使冷媒快速噴出並氣化擴大體積，帶走大量熱量使管子變冷。繞過冷凍庫並帶走熱量之後的冷媒逐漸回溫，最後流回壓縮機之入口，重新被壓縮，如此不斷循環而保持冰箱內的低溫。

（十）放大器為什麼能把訊號（水流或電流）放大？

放大器的一般性原理，就是以微弱力量的或訊號的輸入，來控制強大力或訊號的輸出。例如，強大的水流或電流由一個靈敏的閥門阻擋，而閥門的開關則聽命於微弱力量或訊號的控制，如此一來，便造成放大的效果。