Suurem osa ajaloo suurtest teaduslikest avastustest sai alguse sellest, et keegi märkas midagi huvitavat toimumas. See on teadusliku meetodi esimene samm, mis on täpsete uuringute jaoks ülioluline. Teaduslik meetod peaks olema ka teie keskkooli teadusmessi projekti nurgakivi, nii et enne katsetama asumist tutvuge sellega. Edukama projekti jaoks valige teema, mis teid huvitab ja inspireerib.
Leidke parimad keemiliste külmpakkide koostisosad
Sportlased ja matkajad kasutavad kergemate vigastuste korral sageli keemilisi külmpakendeid, kuna neid pole vaja sügavkülmas hoida. Külma paki pigistamisel puruneb sees olev veekott ja vesi seguneb ümbritsevate keemiliste koostisosadega. Selle tulemuseks on endotermiline reaktsioon, mis tähendab, et segu neelab ümbritsevast keskkonnast soojust. Pakend muutub kiiresti külmaks ja tavaliselt püsib külm 15 minutit kuni üks tund.
Selles projektis katsetate, milline neljast kemikaalist on parim külmkott. Hankige kõik selle projekti tarvikud keskkooli standardsest keemialaborist. Te vajate ammooniumnitraati, ammooniumkloriidi, naatriumkloriidi ja kaltsiumkloriidi. Oma ohutuse huvides ärge segage ühtegi kemikaali omavahel. Kandke kindaid, kaitseprille ja kaitsepõlle.
Kasutage viit väikest vahtpolüstüroolist tassi, lisades mõlemale sama koguse destilleeritud vett. Märgistage neile nelja kemikaali nimed ja üks kontrollimiseks, milles on ainult vett. Registreerige algtemperatuurid ja lisage seejärel kemikaalid vastavatesse tassidesse. Kontrollige uuesti nende temperatuure ja seejärel iga 30 sekundi järel, kuni temperatuurid stabiliseeruvad. Arvutage temperatuurimuutused pärast iga intervalli ja algusest kuni viimase mõõtmiseni. Mõelge, millistel segudel olid endotermilised reaktsioonid ja millised olid teistel segudel. Pange tähele, millistel segudel oli suurim temperatuurilangus. Tulemuste õigsuse tagamiseks korrake seda katset veel vähemalt kaks korda. Samuti võite proovida segada iga kemikaali erinevaid koguseid veega, et teha kindlaks, kas mõne kemikaali kõrgem kontsentratsioon põhjustab suuremaid või pikaajalisemaid temperatuurimuutusi.
Testimine, kas vesi külmub kiiremini kui külm vesi
Aristoteles uuris küsimust, kas kuum vesi külmub enne külma vett umbes 350 eKr, kuid ka praegu ei suuda teadlased selles näiliselt lihtsas uurimises kokku leppida. 1963. aastal tõi Tansaania keskkooliõpilane nimega Ernesto Mpemba küsimuse taas teadlaskonna teadlikkusse, kui ta küsis selle kohta lähedal asuva ülikooli professorilt. Vaatamata klassikaaslaste ja kooliõpetaja kiusamisele, nõudis Mpemba, et ta oli näinud mitu korda kuuma vedeliku külmumist kiiremini kui külm. Professor Denis Osborne viis Mpembaga läbi mitmeid katseid ja nad jõudsid järeldusele, et kuum vesi külmub kiiremini. Nad avaldasid oma leiud ja see nähtus sai nimeks Mpemba efekt.
Selle projekti jaoks on teie eesmärk kindlaks teha, kas kuum vesi külmub enne, kui külm vesi on. Enne alustamist esitage hüpotees Mpemba efekti kohta. Valmistage ennast ette, õppides tundma veemolekulide käitumist erinevatel temperatuuridel. Mõelge mis tahes teguritele, mis võivad teie katset mõjutada, ja kuidas vajadusel oma hüpoteesi konkreetsemaks muuta. Mõelge sellistele teguritele nagu vee maht, anumate materjal, külmumismeetod, vee algtemperatuurid ja vee allikas. Tehke mitu katset erinevates tingimustes, et olla kindel, et te uurite teemat põhjalikult. Uurige oma järeldustes, miks selline lihtne küsimus välistab teadlaste seas enam kui 2000 aasta jooksul laialdast kokkulepet.
Testige roheliste detergentide toksilisust
Üha rohkem leibkondi püüab tänapäeval keskkonda aidata selliste meetodite abil nagu ringlussevõtt ja keskkonnasõbralike või keskkonnasõbralike toodete ostmine. Need tooted väidavad, et nad on keskkonnasõbralikud. Kasutatakse taimede niisutamiseks või muru kastmiseks - hall vesi - mis ei sisalda tualettruumist pärinevat vett - pärineb ka nõudepesumasinatest, dušidest, vannidest ja pesumasinatest. Kuna äravoolu sattunud rohelised tooted võivad lõpuks olla hallisüsteemi osad, ei tohiks neil olla toksilist mõju taimedele ja loomadele. Selles projektis töötage välja hüpotees selle kohta, kas rohelised nõudepesumasinate pesuvahendid on keskkonnale vähem mürgised kui tavalised nõudepesumasinate pesuvahendid. Seejärel kontrollige oma hüpoteesi, pannes ussid iga detergendi järk-järgult suurema kontsentratsioonini.
Projekt nõuab söödakauplustest kahte marki rohelisi vedelaid pesuvahendeid, kahte tavapärast kaubamärki, 14 vahtpolüstüroolist tassi, potimulda, alumiiniumfooliumi ja umbes 350 elusat ussi. Iga katse esindab kõiki detergente. Täpsuse tagamiseks korrake iga katset vähemalt kolm korda. Märgistage seitse vahtpolüstüroolist tassi pesuvahendi nimetuse ja kontsentratsiooniprotsendiga, alustades kontrollimise esimesest tassist 0 protsendiga. Suurendage iga tassi protsenti, kuni viimane tass on märgistatud 100 protsendiga. Täitke iga tass veega ja segage nii palju detergenti, et tekiks märgistatud kontsentratsioon. Esimene tass mahutab ainult vett ja viimane tass sisaldab ainult pesuvahendit.
Torka seitsme tühja topsi põhja augud. Märgistage iga tass nii, et see sobiks iga pesuaine tassi ja ühe veetassiga. Asetage igasse tühja tassi 100 grammi potimulda ja segage sisse viis milliliitrit vastavat detergendisegu. Asetage igasse topsi neli ussi. Katke need tassid alumiiniumfooliumiga ja hoidke neid külmas, kuumuses või otsese päikesevalguse eest eemal. Korrake neid samme ülejäänud kolme detergendi puhul. Viie päeva jooksul jälgige igas topsis veel elavate usside arvu. Kõik kontroll-ussid peaksid olema elus. Kui see pole nii, korrake katset, kuid muutke mõnda oma meetodit, et ussid ei sureks muudel põhjustel.
Graafige tulemused ja tehke järeldused, tehes kindlaks, kas rohelised detergendid ei ole toksilised ja kas detergendi kontsentratsioon mõjutab toksilisust. Seda katset saate proovida ka taimede või erinevate majapidamistoodetega, mida võib olla ka taaskasutatud vees.
