Η κατανόηση των καταστάσεων της ύλης είναι μια από τις βασικές δεξιότητες που απαιτούνται για την προώθηση της κατανόησης ενός μαθητή από τις επιστήμες των υλικών. Για αυτόν τον λόγο, είναι πολύτιμο να κατευθύνετε τους μαθητές να κατανοήσουν τον τρόπο με τον οποίο πραγματοποιείται η αλλαγή φάσης στην ύλη. Επιστημονικά έργα με λιώσιμο πάγου είναι ένα χρήσιμο πρώτο πείραμα για τον αρχάριο μαθητή. Η εξέταση του τρόπου με τον οποίο ο αέρας και το νερό επηρεάζουν τον τρόπο με τον οποίο λιώνουν οι πάγοι είναι μια χρήσιμη βάση για τέτοιο πειραματισμό.
Πειράματα ελέγχου
Αυτά τα είδη έργων έχουν σχεδιαστεί με την αρχή «όλα τα πράγματα είναι ίσα» και με την ιδέα της δημιουργίας βάσης για περαιτέρω εξερεύνηση. Ένα από τα καλύτερα έργα ελέγχου για τον προσδιορισμό των ταχυτήτων τήξης στον αέρα και το νερό περιλαμβάνει την τοποθέτηση ενός πάγου κύβος σε ένα ξύλινο τρενάκι και ένα άλλο σε ένα ποτήρι νερό που έχει επιτραπεί να ισοσταθμίσει με το δωμάτιο θερμοκρασία. Και οι δύο κύβοι πρέπει να αποθηκεύονται σε παρόμοιες περιοχές χωρίς έκθεση στο περιβάλλον σε ρεύματα αέρα, πηγές θερμότητας ή έντονα φώτα και να παρακολουθούνται έως ότου εξαφανιστεί ο πάγος.
Έργα μεταβλητής αέρα
Αυτά τα έργα βασίζονται σε ένα σαφές πείραμα ελέγχου ως βάση για να δουν πώς οι αλλαγές στον αέρα επηρεάζουν το αποτέλεσμα της τήξης. Το πείραμα θα πρέπει να διατηρεί τις ίδιες αρχικές παραμέτρους με το πείραμα ελέγχου, με τροποποιήσεις στο στοιχείο αέρα. Οι μαθητές θα πρέπει να χρησιμοποιούν ανεμιστήρες για να φυσήξουν θερμό ή μη θερμαινόμενο αέρα και στους δύο κύβους (σε διάφορες ρυθμίσεις ταχύτητας), και στη συνέχεια να σημειώσουν τυχόν αλλαγές στον συνολικό χρόνο τήξης για τους παγάκια.
Έργα μεταβλητής στο νερό
Αυτά τα έργα, όπως και τα έργα μεταβλητής αέρα, απαιτούν μια σαφή βασική τιμή ελέγχου. Ωστόσο, σε αυτά τα πειράματα, οι μόνες μεταβλητές είναι στο μέσο νερού που χρησιμοποιείται. Ποικίλες ποσότητες αλατιού, ξιδιού και άλλων ουσιών προστίθενται στο νερό για να δουν αν τα διαλυμένα υλικά επηρεάζουν την ταχύτητα τήξης του πάγου. Μπορείτε επίσης να αλλάξετε τη θερμοκρασία εκκίνησης του νερού για να δείτε πώς αυτό αλλάζει τα αποτελέσματα.
Πειράματα μεταβλητών πάγου
Σε αυτά τα πειράματα, θα χρησιμοποιήσετε τις ίδιες βασικές τιμές για κάθε στοιχείο, εκτός από τη διαφοροποίηση του τρόπου με τον οποίο χρησιμοποιείται ο πάγος. Σε μια παραλλαγή αυτού του έργου, μπορείτε να αλλάξετε τον αριθμό των κύβων που χρησιμοποιούνται και να δείτε πώς αλλάζει ο χρόνος τήξης. Σε ένα άλλο, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μεγαλύτερα παγάκια, ή ακόμα και παγάκια διαφόρων σχημάτων. Σε ένα άλλο, μπορείτε να τακτοποιήσετε τους κύβους σε διαφορετικά σχήματα για να δείτε πώς επηρεάζουν τις ταχύτητες τήξης.