Înțelegerea stărilor de materie este una dintre abilitățile fundamentale necesare pentru a avansa în înțelegerea științelor materiale de către un student. Din acest motiv, este valoros să îi îndrumați pe elevi să înțeleagă modul în care are loc schimbarea fazei în materie. Proiectele științifice cu topirea gheții sunt un experiment util la primul nivel pentru elevul începător. Examinarea modului în care aerul și apa afectează modul în care se topeste gheața este o bază utilă pentru o astfel de experimentare.
Experimente de control
Acest tip de proiecte sunt concepute cu principiul „toate lucrurile fiind egale” și cu ideea de a crea o linie de bază pentru explorări ulterioare. Unul dintre cele mai bune proiecte de control pentru determinarea vitezei de topire în aer și apă implică plasarea unei singure gheață cub pe un coaster de lemn și altul într-un pahar de apă care a fost lăsat să se egalizeze cu camera temperatura. Ambele cuburi trebuie depozitate în zone similare, fără expunere ambientală la curenți de aer, surse de căldură sau lumini puternice și monitorizate până când gheața dispare.
Proiecte variabile aeriene
Aceste proiecte se bazează pe un experiment de control clar ca bază pentru a vedea cum schimbările din aer afectează rezultatul topirii. Experimentul ar trebui să mențină aceiași parametri inițiali ca experimentul de control, cu modificări ale componentei de aer. Studenții ar trebui să folosească ventilatoare pentru a arunca aer încălzit sau neîncălzit pe ambele cuburi (la diferite setări de viteză), apoi să noteze orice modificare a timpului total de topire pentru cuburile de gheață.
Proiecte variabile de apă
Aceste proiecte, la fel ca proiectele cu variabile de aer, necesită o valoare clară a controlului de bază. Cu toate acestea, în aceste experimente, singurele variabile sunt în mediul de apă utilizat. Cantități variate de sare, oțet și alte substanțe sunt adăugate în apă pentru a vedea dacă materialele dizolvate afectează viteza de topire a gheții. De asemenea, puteți varia temperatura de pornire a apei pentru a vedea cum se schimbă rezultatele.
Experimente cu variabile de gheață
În aceste experimente, veți utiliza aceleași valori de bază pentru fiecare element, cu excepția variantei modului în care este utilizată gheața. Într-o variantă a acestui proiect, puteți varia numărul de cuburi utilizate și puteți vedea cum acest lucru modifică timpul de topire. În altul, puteți utiliza cuburi de gheață mai mari sau chiar cuburi de gheață de diferite forme. În altul, puteți aranja cuburile în forme diferite pentru a vedea cum afectează viteza de topire.