Das Verständnis der Aggregatzustände ist eine der grundlegenden Fähigkeiten, die erforderlich sind, um das Verständnis eines Schülers für die Materialwissenschaften zu verbessern. Aus diesem Grund ist es wertvoll, die Schüler anzuweisen, die Art und Weise zu verstehen, wie Phasenänderung in Materie stattfindet. Wissenschaftsprojekte mit schmelzendem Eis sind ein nützliches Experiment der ersten Stufe für Anfänger. Die Untersuchung, wie Luft und Wasser die Eisschmelze beeinflussen, ist eine nützliche Grundlage für solche Experimente.
Kontrollexperimente
Diese Art von Projekten wird nach dem Prinzip "alles ist gleich" konzipiert und mit der Idee, eine Basis für weitere Erkundungen zu schaffen. Eines der besten Kontrollprojekte zur Bestimmung von Schmelzgeschwindigkeiten in Luft und Wasser besteht darin, ein einzelnes Eis zu platzieren Würfel auf einen Holzuntersetzer und einen anderen in ein Glas Wasser, das sich dem Raum angeglichen hat Temperatur. Beide Würfel sollten in ähnlichen Bereichen ohne Luftströmungen, Wärmequellen oder hellem Licht gelagert und überwacht werden, bis das Eis verschwunden ist.
Luftvariable Projekte
Diese Projekte stützen sich auf ein klares Kontrollexperiment als Basis, um zu sehen, wie sich Veränderungen in der Luft auf das Ergebnis des Schmelzens auswirken. Das Experiment sollte die gleichen Anfangsparameter wie das Kontrollexperiment beibehalten, mit Modifikationen an der Luftkomponente. Die Schüler sollten Ventilatoren verwenden, um erhitzte oder nicht erhitzte Luft über beide Würfel zu blasen (mit verschiedenen Geschwindigkeitseinstellungen) und dann alle Änderungen der Gesamtschmelzzeit für die Eiswürfel notieren.
Wasservariable Projekte
Diese Projekte erfordern ebenso wie die Projekte mit Luftvariablen einen klaren Ausgangskontrollwert. Bei diesen Experimenten liegen die einzigen Variablen jedoch im verwendeten Wassermedium. Dem Wasser werden unterschiedliche Mengen an Salz, Essig und anderen Substanzen zugesetzt, um zu sehen, ob die gelösten Stoffe die Schmelzgeschwindigkeit des Eises beeinflussen. Sie können auch die Starttemperatur des Wassers variieren, um zu sehen, wie sich dies auf die Ergebnisse auswirkt.
Experimente mit Eisvariablen
In diesen Experimenten verwenden Sie für jedes Element die gleichen Grundlinienwerte, außer dass die Verwendung des Eises variiert wird. In einer Variante dieses Projekts können Sie die Anzahl der verwendeten Würfel variieren und sehen, wie sich dies auf die Schmelzzeit auswirkt. In einem anderen können Sie größere Eiswürfel oder sogar Eiswürfel in unterschiedlichen Formen verwenden. In einem anderen können Sie die Würfel in verschiedene Formen anordnen, um zu sehen, wie sie die Schmelzgeschwindigkeit beeinflussen.