بدأت معظم الاكتشافات العلمية العظيمة في التاريخ عندما لاحظ شخص ما حدثًا مثيرًا للاهتمام. هذه هي الخطوة الأولى في المنهج العلمي ، وهو أمر بالغ الأهمية للبحث الدقيق. يجب أن تشكل الطريقة العلمية أيضًا حجر الزاوية لمشروعك في معرض العلوم بالمدرسة الثانوية ، لذا قبل أن تبدأ في التجربة ، تعرف عليها. لمشروع أكثر نجاحًا ، اختر موضوعًا يثير اهتمامك ويلهمك.
ابحث عن أفضل المكونات لحزم التبريد الكيميائية
غالبًا ما يستخدم الرياضيون والمتنزهون عبوات باردة كيميائية للإصابات الطفيفة لأنهم لا يحتاجون إلى وضعها في الثلاجة. عندما تضغط على الكيس البارد ، ينكسر كيس ماء بداخله ، ويختلط الماء بالمكونات الكيميائية المحيطة. ينتج عن هذا تفاعل ماص للحرارة ، مما يعني أن الخليط يمتص الحرارة من البيئة المحيطة. تصبح العبوة باردة بسرعة ، وعادة ما تبقى باردة لمدة 15 دقيقة إلى ساعة واحدة.
في هذا المشروع ، ستختبر أيًا من المواد الكيميائية الأربعة يصنع أفضل عبوة باردة. احصل على جميع المستلزمات الخاصة بهذا المشروع من مختبر كيمياء قياسي في المدرسة الثانوية. ستحتاج إلى نترات الأمونيوم وكلوريد الأمونيوم وكلوريد الصوديوم وكلوريد الكالسيوم. من أجل سلامتك ، لا تخلط أيًا من المواد الكيميائية مع بعضها البعض. ارتدِ القفازات والنظارات الواقية ومريلة الأمان.
استخدم خمسة أكواب صغيرة من الستايروفوم مع إضافة نفس الكمية من الماء المقطر لكل منها. قم بتسميتها بأسماء المواد الكيميائية الأربعة وواحدة للتحكم ، والتي لن تحتوي إلا على الماء. سجل درجات الحرارة الأولية ثم أضف المواد الكيميائية إلى أكوابها الخاصة. تحقق من درجات الحرارة مرة أخرى ، ثم كل 30 ثانية حتى تستقر درجات الحرارة. احسب تغيرات درجة الحرارة بعد كل فترة ، ومن البداية حتى آخر قياس. ضع في اعتبارك أي المخاليط لها تفاعلات ماصة للحرارة ، ونوع التفاعلات التي كانت للخلائط الأخرى. لاحظ أي المخاليط كان لها أكبر انخفاض في درجات الحرارة. كرر هذه التجربة مرتين على الأقل للتأكد من صحة النتائج. يمكنك أيضًا محاولة خلط كميات مختلفة من كل مادة كيميائية مع الماء لتحديد ما إذا كانت التركيزات العالية لأي مادة كيميائية تسبب تغيرات أكبر أو تدوم طويلاً في درجة الحرارة.
اختبار ما إذا كان الماء يتجمد بشكل أسرع من الماء البارد
درس أرسطو مسألة ما إذا كان الماء الساخن يتجمد قبل الماء البارد في حوالي 350 قبل الميلاد ، ولكن حتى الآن ، لا يمكن للعلماء الاتفاق على هذا الاستفسار الذي يبدو بسيطًا. في عام 1963 ، أعاد طالب مدرسة ثانوية في تنزانيا يُدعى إرنستو مبيمبا السؤال إلى وعي المجتمع العلمي عندما سأل أستاذًا من جامعة قريبة عنه. على الرغم من إغاظة زملائه ومعلمه ، أصر مبيمبا على أنه رأى السوائل الساخنة تتجمد بشكل أسرع من السوائل الباردة عدة مرات. أجرى الأستاذ ، دينيس أوزبورن ، سلسلة من الاختبارات مع مبيمبا ، وخلصوا إلى أن الماء الساخن تجمد بشكل أسرع. قاموا بنشر النتائج التي توصلوا إليها ، وأصبحت الظاهرة معروفة باسم تأثير مبيمبا.
بالنسبة لهذا المشروع ، هدفك هو تحديد ما إذا كان الماء الساخن يتجمد قبل الماء البارد. قبل أن تبدأ ، حدد فرضيتك حول تأثير مبيمبا. جهز نفسك من خلال التعرف على سلوك جزيئات الماء في درجات حرارة مختلفة. فكر في أي عوامل قد تؤثر على تجربتك وكيفية جعل فرضيتك أكثر تحديدًا ، إذا لزم الأمر. ضع في اعتبارك عوامل مثل حجم الماء ، ومادة الحاويات ، وطريقة التجميد ، ودرجات الحرارة الأولية للماء ، ومصدر المياه. قم بإجراء تجارب متعددة في ظل ظروف مختلفة ، للتأكد من أنك دقيق في فحصك للموضوع. في استنتاجاتك ، استكشف لماذا لا يزال مثل هذا السؤال البسيط يستعصي على اتفاق واسع النطاق بين العلماء لأكثر من 2000 عام.
اختبر سمية المنظفات "الخضراء"
يبذل عدد متزايد من الأسر جهودًا هذه الأيام لمساعدة البيئة من خلال طرق مثل إعادة التدوير وشراء المنتجات الآمنة بيئيًا أو الخضراء. تدعي هذه المنتجات أنها صديقة للبيئة. تستخدم لري النباتات أو ري العشب - المياه الرمادية - التي لا تحتوي على الماء من المرحاض - تأتي أيضًا من غسالات الصحون والاستحمام وأحواض الاستحمام والغسالات. نظرًا لأن المنتجات الخضراء التي تنزل في المجاري قد تصبح جزءًا من نظام المياه الرمادية ، فلا ينبغي أن يكون لها تأثيرات سامة على النباتات والحيوانات. في هذا المشروع ، قم بتطوير فرضية حول ما إذا كانت المنظفات الخضراء لغسالات الصحون أقل سمية للبيئة من المنظفات التقليدية لغسالات الأطباق. ثم اختبر فرضيتك عن طريق تعريض الديدان لتركيزات أكبر بشكل تدريجي لكل منظف.
يتطلب المشروع علامتين تجاريتين من المنظفات السائلة الخضراء ، وعلامتين تجاريتين تقليديتين ، و 14 كوبًا من الستايروفوم ، وتربة مزروعة ، ورقائق ألمنيوم وحوالي 350 دودة حية ، متوفرة في متاجر الطعم. تمثل كل تجربة كل من المنظفات. كرر كل تجربة ثلاث مرات على الأقل للتأكد من دقتها. قم بتسمية سبعة أكواب من الستايروفوم باسم المنظف والنسبة المئوية للتركيز ، بدءًا من 0 بالمائة على الكوب الأول للتحكم. قم بزيادة النسبة مع كل كوب حتى يتم تسمية الكوب الأخير بنسبة 100 بالمائة. املأ كل كوب بالماء واخلط كمية كافية من المنظفات للحصول على التركيز المحدد. يحتوي الكوب الأول على الماء فقط بينما يحتوي الكوب الأخير على منظف فقط.
اصنع ثقوبًا في قاع سبعة أكواب فارغة. ضع ملصقًا على كل كوب بحيث يتطابق مع كل كوب من أكواب المنظفات وكوب ماء واحد. ضع 100 جرام من تربة التأصيص في كل كوب فارغ ، وحركه في خمسة ملليلتر من خليط المنظف المقابل. ضع أربعة ديدان في كل كوب. قم بتغطية هذه الأكواب بورق الألمنيوم وتخزينها في مكان بعيدًا عن البرودة أو الحرارة أو أشعة الشمس المباشرة. كرر هذه الخطوات مع المنظفات الثلاثة الأخرى. في خمسة أيام ، لاحظ عدد الديدان التي لا تزال حية في كل كوب. يجب أن تكون جميع ديدان التحكم على قيد الحياة. إذا لم تكن كذلك ، كرر التجربة ، لكن غيّر بعض طرقك للتأكد من أن الديدان لا تموت لأسباب أخرى.
ارسم النتائج ، واستخلص النتائج من خلال تحديد ما إذا كانت المنظفات الخضراء غير سامة ، وما إذا كان تركيز المنظف يؤثر على السمية. يمكنك أيضًا تجربة هذه التجربة مع النباتات أو المنتجات المنزلية المختلفة التي قد تكون موجودة أيضًا في المياه المعاد استخدامها.