高校科学博覧会プロジェクト

歴史上の偉大な科学的発見のほとんどは、誰かが何か面白いことが起こっていることに気づいたときに始まりました。 これは科学的方法の最初のステップであり、正確な研究に不可欠です。 科学的方法は、高校の科学博覧会プロジェクトの基礎を形成する必要もあるため、実験を開始する前に、科学的方法に精通してください。 より成功するプロジェクトのために、興味があり、刺激を受けるトピックを選択してください。

アスリートやハイカーは、冷凍庫に保管する必要がないため、軽傷には化学コールドパックを使用することがよくあります。 コールドパックを絞ると、中の水の袋が壊れ、水が周囲の化学成分と混ざります。 これは吸熱反応を引き起こします。これは、混合物が周囲の環境から熱を吸収することを意味します。 パックはすぐに冷え、通常15分から1時間冷たくなります。

このプロジェクトでは、4つの化学物質のどれが最良のコールドパックになるかをテストします。 このプロジェクトのすべての物資は、標準的な高校の化学実験室から入手してください。 硝酸アンモニウム、塩化アンモニウム、塩化ナトリウム、塩化カルシウムが必要です。 安全のため、化学薬品を混ぜないでください。 手袋、ゴーグル、安全エプロンを着用してください。

5つの小さな発泡スチロールのカップを使用して、それぞれに同じ量の蒸留水を追加します。 それらに4つの化学物質の名前と1つを制御用の名前でラベル付けします。これには、水のみが含まれます。 初期温度を記録してから、それぞれのカップに化学薬品を追加します。 再度温度を確認し、温度が安定するまで30秒ごとに確認してください。 各間隔の後、最初から最後の測定ま​​での温度変化を計算します。 どの混合物が吸熱反応を示し、他の混合物がどのような反応を示したかを検討してください。 どの混合物が最大の温度低下を示したかに注意してください。 この実験を少なくとも2回繰り返して、結果が正しいことを確認します。 また、さまざまな量の各化学物質を水と混合して、化学物質の濃度が高いほど温度変化が大きくなるか、長く続くかを判断することもできます。

アリストテレスは、紀元前350年頃に、温水が冷水の前に凍結するかどうかの問題を調査しましたが、今でも、科学者はこの一見単純な質問に同意できません。 1963年、タンザニアのエルネストムペンバという高校生が、近くの大学の教授に質問したところ、科学界の認識に戻ってきました。 クラスメートや学校の先生からからかわれたにもかかわらず、ムペンバは、熱い液体が冷たい液体よりも速く凍るのを何度も見たと主張しました。 教授のデニス・オズボーンは、ムペンバで一連のテストを実施し、彼らはお湯がより速く凍結したと結論付けました。 彼らは彼らの発見を発表し、その現象はムペンバ効果として知られるようになりました。

このプロジェクトの目的は、冷水よりも温水が凍結するかどうかを判断することです。 始める前に、ムペンバ効果についての仮説を述べてください。 さまざまな温度での水分子の挙動について学習して、準備をしてください。 実験に影響を与える可能性のある要因と、必要に応じて仮説をより具体的にする方法について考えてください。 水の量、容器の材質、凍結方法、水の初期温度、水源などの要素を考慮してください。 あなたが主題のあなたの検査で徹底的であることを確実にするために、異なる条件の下で複数の試験をしてください。 あなたの結論では、なぜそのような単純な質問が2、000年以上の間科学者の間でまだ広範囲の合意を逃しているのかを探ります。

最近では、リサイクルや環境にやさしい製品やグリーン製品の購入など、環境に配慮する取り組みをしている家庭が増えています。 これらの製品は、環境に優しいと主張しています。 植物の灌漑や芝生への水やりに使用されます-灰色の水-トイレからの水は含まれていません-食器洗い機、シャワー、浴槽、洗濯機からも供給されます。 排水溝を下る緑色の製品は、最終的に中水システムの一部になる可能性があるため、植物や動物に毒性の影響を与えるべきではありません。 このプロジェクトでは、緑色の食器洗い機用洗剤が従来の食器洗い機用洗剤よりも環境への毒性が低いかどうかについての仮説を立てます。 次に、ワームを徐々に高濃度の各洗剤にさらして、仮説をテストします。

このプロジェクトには、2つのブランドの緑色の液体洗剤、2つの従来のブランド、14の発泡スチロールのカップ、培養土、アルミホイル、および餌店から入手できる約350の生きた虫が必要です。 各試行は、各洗剤を表しています。 正確さを期すために、各試行を少なくとも3回繰り返します。 洗剤の名前と濃度のパーセントを7つの発泡スチロールのカップにラベル付けします。コントロールの最初のカップの0パーセントから始めます。 最後のカップに100％のラベルが付けられるまで、各カップのパーセンテージを増やします。 各カップに水を入れ、ラベルの付いた濃度になるように十分な洗剤を混ぜます。 最初のカップは水だけを保持し、最後のカップは洗剤のみを保持します。

7つの空のカップの底に穴をあけます。 各洗剤カップと1つの水カップに一致するように各カップにラベルを付けます。 空の各カップに100グラムの培養土を入れ、5ミリリットルの対応する洗剤混合物を入れてかき混ぜます。 各カップに4つのワームを置きます。 これらのカップをアルミホイルで覆い、寒さ、暑さ、直射日光の当たらない場所に保管してください。 他の3つの洗剤についても、これらの手順を繰り返します。 5日間で、各カップにまだ生きているワームの数を観察します。 すべてのコントロールワームは生きているはずです。 そうでない場合は、実験を繰り返しますが、他の理由でワームが死なないように、いくつかの方法を変更します。

結果をグラフ化し、緑色の洗剤が無毒であるかどうか、および洗剤の濃度が毒性に影響を与えるかどうかを判断することにより、結論を導き出します。 この実験は、植物や、再利用された水にも含まれている可能性のあるさまざまな家庭用品で試すこともできます。