Prosjekter for videregående vitenskapsmesser

De fleste av de store vitenskapelige oppdagelsene i historien begynte da noen la merke til at noe interessant skjedde. Dette er det første trinnet i den vitenskapelige metoden, som er avgjørende for nøyaktig forskning. Den vitenskapelige metoden skal også utgjøre hjørnesteinen i vitenskapsmesseprosjektet på videregående skole, så før du begynner å eksperimentere, bli kjent med den. For et mer vellykket prosjekt, velg et tema som interesserer og inspirerer deg.

Idrettsutøvere og turgåere bruker ofte kjemiske kjølepakker for mindre skader fordi de ikke trenger å oppbevares i fryseren. Når du klemmer på den kalde pakken, brytes en pose vann inni, og vannet blandes med de omkringliggende kjemiske ingrediensene. Dette resulterer i en endoterm reaksjon, noe som betyr at blandingen absorberer varme fra omgivelsene. Pakken blir raskt kald, og holder seg vanligvis kald i 15 minutter til en time.

I dette prosjektet vil du teste hvilken av fire kjemikalier som er den beste kalde pakken. Få alle forsyningene til dette prosjektet fra et standard kjemilaboratorium på videregående skole. Du trenger ammoniumnitrat, ammoniumklorid, natriumklorid og kalsiumklorid. For din egen sikkerhet må du ikke blande kjemikaliene med hverandre. Bruk hansker, beskyttelsesbriller og sikkerhetsforkle.

Bruk fem små isopor-kopper og legg til like mye destillert vann til hver av dem. Merk dem med navnene på de fire kjemikaliene og en for kontroll, som bare vil ha vann i seg. Registrer de innledende temperaturene og tilsett kjemikaliene i de respektive koppene. Sjekk temperaturene på nytt, og deretter hvert 30. sekund til temperaturene stabiliserer seg. Beregn temperaturendringene etter hvert intervall, og fra begynnelsen til siste måling. Vurder hvilke blandinger som hadde endotermiske reaksjoner, og hva slags reaksjoner de andre blandingene hadde. Legg merke til hvilke blandinger som hadde de største temperaturfallene. Gjenta dette eksperimentet minst to ganger til for å sikre at resultatene er riktige. Du kan også prøve å blande forskjellige mengder av hvert kjemikalie med vannet for å avgjøre om høyere konsentrasjoner av kjemikalier forårsaker større eller lengre temperaturendringer.

Aristoteles undersøkte spørsmålet om varmt vann fryser før kaldt vann i ca 350 f.Kr., men selv nå kan forskere ikke bli enige om denne tilsynelatende enkle henvendelsen. I 1963 førte en videregående student i Tanzania ved navn Ernesto Mpemba spørsmålet tilbake til det vitenskapelige samfunnets bevissthet da han spurte en professor fra et nærliggende universitet om det. Til tross for erting fra klassekameratene og læreren, insisterte Mpemba på at han mange ganger hadde sett varme væsker fryse raskere enn kalde væsker. Professoren, Denis Osborne, gjennomførte en serie tester med Mpemba, og de konkluderte med at varmt vann fryset raskere. De publiserte sine funn, og fenomenet ble kjent som Mpemba-effekten.

For dette prosjektet er målet ditt å avgjøre om varmt vann fryser før kaldt vann gjør det. Før du begynner, angi hypotesen din om Mpemba-effekten. Forbered deg på å lære om oppførselen til vannmolekyler i forskjellige temperaturer. Tenk på eventuelle faktorer som kan påvirke eksperimentet ditt og hvordan du kan gjøre hypotesen din mer spesifikk, om nødvendig. Tenk på faktorer som volumet av vannet, materialet i beholderne, metoden for frysing, de innledende temperaturene på vannet og vannets kilde. Gjør flere forsøk under forskjellige forhold for å sikre at du er grundig i undersøkelsen av emnet. I konklusjonene dine kan du utforske hvorfor et så enkelt spørsmål fremdeles unnlater utbredt enighet blant forskere i mer enn 2000 år.

Et økende antall husholdninger anstrenger seg i disse dager for å hjelpe miljøet gjennom metoder som gjenvinning og innkjøp av miljøsikre eller grønne produkter. Disse produktene gjør krav på å være miljøvennlige. Brukes til å vanne planter eller vanne plenen - grått vann - som ikke inkluderer vann fra toalettet - kommer også fra oppvaskmaskiner, dusjer, badekar og vaskemaskiner. Siden grønne produkter som går ned i avløpet kan ende opp med å bli en del av et gråvannssystem, bør de ikke ha giftige effekter på planter og dyr. I dette prosjektet, utvikle en hypotese om grønne oppvaskmidler er mindre giftige for miljøet enn vanlige oppvaskmidler. Test deretter hypotesen din ved å utsette ormer for trinnvis større konsentrasjoner av hvert vaskemiddel.

Prosjektet krever to merker av grønne flytende vaskemidler, to konvensjonelle merker, 14 isopor-kopper, pottejord, aluminiumsfolie og ca 350 levende ormer, tilgjengelig fra agnbutikker. Hver prøve representerer hvert vaskemiddel. Gjenta hvert forsøk minst tre ganger for nøyaktighet. Merk syv isoporkopper med navnet på vaskemiddelet og prosentkonsentrasjonen, og begynn med 0 prosent på den første koppen for kontrollen. Øk prosentandelen med hver kopp til den siste koppen er merket 100 prosent. Fyll hver kopp med vann og bland i nok oppvaskmiddel for å skape den merkede konsentrasjonen. Den første koppen inneholder bare vann og den siste koppen har bare vaskemiddel.

Stikk hull i bunnen av syv tomme kopper. Merk hver kopp slik at den passer til hver av vaskemiddelkoppene og en vannskål. Plasser 100 gram pottejord i hver tom kopp, og rør inn fem ml av den tilsvarende vaskemiddelblandingen. Plasser fire ormer i hver kopp. Dekk disse koppene med aluminiumsfolie og oppbevar dem i et område borte fra kulde, varme eller direkte sollys. Gjenta disse trinnene for de andre tre vaskemidlene. I løpet av fem dager, observer antall ormer som fortsatt lever i hver kopp. Alle kontrollormene skal være i live. Hvis ikke, gjenta eksperimentet, men endre noen av metodene dine for å sikre at ormene ikke dør av andre grunner.

Graf resultatene, og trekk konklusjoner ved å bestemme om de grønne vaskemidlene er ikke-giftige, og om vaskemiddelets konsentrasjon påvirker toksisiteten. Du kan også prøve dette eksperimentet med planter eller forskjellige husholdningsprodukter som også kan være til stede i gjenbrukt vann.