Většina velkých vědeckých objevů v historii začala, když si někdo všiml, že se děje něco zajímavého. Toto je první krok vědecké metody, která je zásadní pro přesný výzkum. Vědecká metoda by měla také tvořit základní kámen vašeho projektu středoškolského vědeckého veletrhu, takže než s ní začnete experimentovat, seznamte se s ní. Pro úspěšnější projekt vyberte téma, které vás zajímá a inspiruje.
Najděte nejlepší přísady pro chemické studené obaly
Sportovci a turisté často používají chemická studená balení pro drobná zranění, protože je není nutné uchovávat v mrazáku. Když zmáčknete studený obal, rozbije se sáček s vodou a voda se mísí s okolními chemickými přísadami. Výsledkem je endotermická reakce, což znamená, že směs absorbuje teplo z okolního prostředí. Balení rychle vychladne a obvykle zůstane studené po dobu 15 minut až jedné hodiny.
V tomto projektu otestujete, která ze čtyř chemikálií je nejlepší za studena. Získejte veškeré zásoby pro tento projekt ve standardní středoškolské chemické laboratoři. Budete potřebovat dusičnan amonný, chlorid amonný, chlorid sodný a chlorid vápenatý. Kvůli vaší bezpečnosti nemíchejte mezi sebou žádné chemikálie. Noste rukavice, brýle a bezpečnostní zástěru.
Použijte pět malých šálků z polystyrenu a do každého z nich přidejte stejné množství destilované vody. Označte je jmény čtyř chemikálií a jedné pro kontrolu, která bude obsahovat pouze vodu. Zaznamenejte počáteční teploty a poté přidejte chemikálie do příslušných šálků. Znovu zkontrolujte jejich teploty a poté každých 30 sekund, dokud se teploty nestabilizují. Vypočítejte změny teploty po každém intervalu a od začátku do posledního měření. Zvažte, které směsi měly endotermické reakce a jaké reakce měly ostatní směsi. Všimněte si, které směsi měly největší pokles teploty. Tento experiment opakujte alespoň dvakrát, aby byly výsledky správné. Můžete také zkusit smíchat různá množství každé chemikálie s vodou a zjistit, zda vyšší koncentrace jakékoli chemikálie způsobují větší nebo déle trvající změny teploty.
Testování, zda voda zmrzne rychleji než studená voda
Aristoteles zkoumal otázku, zda horká voda zamrzá před studenou vodou přibližně v roce 350 př. N. L., Ale ani nyní se vědci nemohou shodnout na tomto zdánlivě jednoduchém výzkumu. V roce 1963 středoškolský student v Tanzanii jménem Ernesto Mpemba přivedl otázku zpět do povědomí vědecké komunity, když se na to zeptal profesora z nedaleké univerzity. Přes škádlení od svých spolužáků a učitele Mpemba trval na tom, že viděl, jak horké kapaliny mnohokrát zmrzly rychleji než studené kapaliny. Profesor Denis Osborne provedl řadu testů s Mpembou a dospěli k závěru, že horká voda zmrzla rychleji. Publikovali svá zjištění a fenomén se stal známým jako Mpemba efekt.
U tohoto projektu je vaším cílem zjistit, zda horká voda zamrzá dříve, než ano. Než začnete, uveďte hypotézu o efektu Mpemba. Připravte se na učení o chování molekul vody při různých teplotách. Přemýšlejte o všech faktorech, které by mohly ovlivnit váš experiment, a jak v případě potřeby zpřesnit vaši hypotézu. Zvažte faktory, jako je objem vody, materiál nádob, způsob zmrazování, počáteční teploty vody a zdroj vody. Proveďte několik pokusů za různých podmínek, abyste se ujistili, že jste důkladně prozkoumali předmět. Ve svých závěrech prozkoumejte, proč taková jednoduchá otázka stále uniká rozšířené shodě mezi vědci po více než 2000 let.
Vyzkoušejte toxicitu „zelených“ detergentů
Zvyšující se počet domácností dnes vyvíjí úsilí na pomoc životnímu prostředí prostřednictvím metod, jako je recyklace a nákup ekologicky bezpečných nebo ekologických produktů. Tyto výrobky tvrdí, že jsou šetrné k životnímu prostředí. Používá se k zavlažování rostlin nebo zalévání trávníku - šedá voda - která nezahrnuje vodu z toalety - pochází také z myček, sprch, vany a praček. Vzhledem k tomu, že zelené produkty, které odcházejí do odpadu, by mohly být součástí systému šedé vody, neměly by mít toxické účinky na rostliny a zvířata. V tomto projektu vytvořte hypotézu o tom, zda jsou zelené mycí prostředky do myček méně toxické pro životní prostředí než běžné mycí prostředky do myček. Poté otestujte svoji hypotézu vystavením červů postupně vyšším koncentracím každého pracího prostředku.
Projekt vyžaduje dvě značky zelených tekutých pracích prostředků, dvě běžné značky, 14 polystyrenových šálků, zeminu, hliníkovou fólii a asi 350 živých červů, které jsou k dispozici v obchodech s návnadami. Každá zkouška představuje každý z detergentů. Pro přesnost opakujte každou zkoušku alespoň třikrát. Označte sedm šálků polystyrenu názvem čisticího prostředku a procentuální koncentrací, počínaje 0% u prvního šálku pro kontrolu. Zvyšte procento s každým šálkem, dokud nebude poslední šálek označen jako 100 procent. Naplňte každý šálek vodou a vmíchejte tolik čisticího prostředku, aby se dosáhlo uvedené koncentrace. První šálek obsahuje pouze vodu a poslední šálek obsahuje pouze prací prostředek.
Na dně sedmi prázdných šálků vystrčte otvory. Označte každý šálek tak, aby odpovídal každému šálku čisticího prostředku a jednom šálku na vodu. Do každého prázdného šálku vložte 100 gramů zeminy a vmíchejte pět mililitrů odpovídající směsi detergentů. Do každého šálku vložte čtyři červy. Zakryjte tyto kelímky hliníkovou fólií a uložte je na místě mimo chlad, teplo nebo přímé sluneční světlo. Tento postup opakujte pro další tři prací prostředky. Za pět dní sledujte počet červů, kteří v každém šálku ještě žijí. Všichni kontrolní červi by měli být naživu. Pokud tomu tak není, opakujte experiment, ale změňte některé z vašich metod, abyste zajistili, že červi neumírají z jiných důvodů.
Grafujte výsledky a vyvodte závěry určením, zda jsou zelené detergenty netoxické a zda koncentrace detergentu ovlivňuje toxicitu. Můžete také vyzkoušet tento experiment s rostlinami nebo s různými výrobky pro domácnost, které mohou být také přítomny v opětovně použité vodě.