Väčšina veľkých vedeckých objavov v histórii sa začala, keď si niekto všimol, že sa deje niečo zaujímavé. Toto je prvý krok vedeckej metódy, ktorá je rozhodujúca pre presný výskum. Vedecká metóda by mala byť tiež základným kameňom vášho projektu stredoškolského vedeckého veľtrhu, takže skôr ako s ňou začnete experimentovať, oboznámte sa s ňou. Pre úspešnejší projekt si vyberte tému, ktorá vás zaujíma a inšpiruje.
Nájdite najlepšie prísady pre chemické studené obaly
Športovci a turisti často používajú chemické studené zábaly na drobné poranenia, pretože ich nie je potrebné uchovávať v mrazničke. Po stlačení studeného obalu sa vo vnútri rozbije vrece vody a voda sa zmieša s okolitými chemickými prísadami. Výsledkom je endotermická reakcia, čo znamená, že zmes absorbuje teplo z okolitého prostredia. Balenie rýchlo vychladne a zvyčajne zostane chladné 15 minút až jednu hodinu.
V tomto projekte otestujete, ktorá zo štyroch chemikálií robí najlepší studený obal. Získajte všetky dodávky pre tento projekt v štandardnom stredoškolskom chemickom laboratóriu. Budete potrebovať dusičnan amónny, chlorid amónny, chlorid sodný a chlorid vápenatý. Z bezpečnostných dôvodov nemiešajte navzájom žiadne chemikálie. Noste rukavice, ochranné okuliare a bezpečnostnú zásteru.
Použite päť malých šálok z penového polystyrénu a do každej z nich pridajte rovnaké množstvo destilovanej vody. Označte ich názvami štyroch chemikálií a jednej na kontrolu, ktorá bude obsahovať iba vodu. Zaznamenajte počiatočné teploty a potom pridajte chemikálie do ich príslušných pohárov. Znova skontrolujte ich teploty a potom každých 30 sekúnd, kým sa teploty nestabilizujú. Vypočítajte zmeny teploty po každom intervale a od začiatku do posledného merania. Zvážte, ktoré zmesi mali endotermické reakcie a aký druh reakcií mali ostatné zmesi. Všimnite si, ktoré zmesi mali najväčší pokles teploty. Tento experiment opakujte ešte najmenej dvakrát, aby ste sa ubezpečili, že výsledky sú správne. Môžete tiež skúsiť zmiešať rôzne množstvá každej chemikálie s vodou, aby ste určili, či vyššie koncentrácie akejkoľvek chemikálie spôsobujú väčšie alebo dlhodobejšie teplotné zmeny.
Testovanie, či voda mrzne rýchlejšie ako studená voda
Aristoteles skúmal otázku, či horúca voda zamrzne pred studenou vodou približne v roku 350 p. N. L., Ale ani teraz sa vedci nevedia zhodnúť na tomto zdanlivo jednoduchom výskume. V roku 1963 priniesol stredoškolský študent v Tanzánii Ernesto Mpemba otázku späť do povedomia vedeckej komunity, keď sa na ňu pýtal profesora z neďalekej univerzity. Napriek škádleniu od svojich spolužiakov a učiteľa Mpemba trval na tom, že videl, ako horúce tekutiny mnohokrát mrznú rýchlejšie ako studené. Profesor Denis Osborne vykonal sériu testov s Mpembou a dospeli k záveru, že horúca voda zmrzla rýchlejšie. Publikovali svoje zistenia a tento jav sa stal známym ako Mpemba efekt.
Pri tomto projekte je vaším cieľom zistiť, či horúca voda zamrzne skôr, ako to urobí studená. Skôr ako začnete, uveďte svoju hypotézu o Mpembovom efekte. Pripravte sa na to, že spoznáte správanie molekúl vody pri rôznych teplotách. Popremýšľajte, aké faktory môžu mať vplyv na váš experiment, a ako je možné v prípade potreby spresniť vašu hypotézu. Zvážte faktory, ako je objem vody, materiál nádob, spôsob zmrazovania, počiatočné teploty vody a zdroj vody. Urobte viac pokusov za rôznych podmienok, aby ste sa uistili, že ste dôkladne vyskúšaní daného predmetu. Vo svojich záveroch preskúmajte, prečo takáto jednoduchá otázka stále uniká rozšírenej zhode medzi vedcami už viac ako 2 000 rokov.
Vyskúšajte toxicitu „zelených“ čistiacich prostriedkov
Stále väčší počet domácností sa v dnešnej dobe snaží pomôcť životnému prostrediu metódami, ako je recyklácia a nákup ekologicky bezpečných alebo ekologických výrobkov. Tieto výrobky tvrdia, že sú šetrné k životnému prostrediu. Používa sa na zavlažovanie rastlín alebo na polievanie trávnika - šedá voda - ktorá nezahŕňa vodu z toalety - pochádza tiež z umývačiek riadu, sprchy, vane a práčky. Pretože zelené výrobky, ktoré odchádzajú do odpadu, môžu byť nakoniec súčasťou systému šedej vody, nemali by mať toxické účinky na rastliny a zvieratá. V rámci tohto projektu vypracujte hypotézu o tom, či sú zelené umývacie prostriedky do umývačiek menej toxické pre životné prostredie ako bežné umývacie prostriedky do umývačiek riadu. Potom otestujte svoju hypotézu vystavením červov prírastkovo vyšším koncentráciám každého čistiaceho prostriedku.
Projekt vyžaduje dve značky zelených tekutých pracích prostriedkov, dve konvenčné značky, 14 šálok z penového polystyrénu, zeminu, alobal a asi 350 živých červov, ktoré sú k dispozícii v obchodoch s návnadami. Každá skúška predstavuje každý z pracích prostriedkov. Pre presnosť opakujte každú skúšku najmenej trikrát. Sedem šálok z penového polystyrénu označte názvom pracieho prostriedku a percentuálnou koncentráciou, pričom pri prvej šálke pre kontrolu začnite číslom 0 percent. Zvyšujte percento s každou šálkou, až kým nebude posledná šálka označená ako 100-percentná. Naplňte každý pohár vodou a primiešajte toľko čistiaceho prostriedku, aby sa dosiahla označená koncentrácia. Prvý pohár obsahuje iba vodu a posledný pohár obsahuje iba prací prostriedok.
Na spodku siedmich prázdnych pohárov vydlabte otvory. Každý pohár označte štítkom, aby zodpovedal každému poháriku s čistiacim prostriedkom a jednému poháru na vodu. Do každého prázdneho pohára vložte 100 gramov zeminy a zamiešajte päť mililitrov zodpovedajúcej zmesi čistiacich prostriedkov. Do každého pohára vložte štyri červy. Tieto poháre zakryte alobalom a uložte ich na mieste mimo chladu, tepla alebo priameho slnečného žiarenia. Opakujte tieto kroky pre ďalšie tri čistiace prostriedky. Za päť dní sledujte počet červov, ktoré ešte žijú v každej šálke. Všetky kontrolné červy by mali byť nažive. Ak nie sú, experiment opakujte, ale zmeňte niektoré z vašich metód, aby ste zabezpečili, že červy neumierajú z iných dôvodov.
Grafujte výsledky a urobte závery určením, či sú zelené detergenty netoxické a či koncentrácia detergentu ovplyvňuje toxicitu. Môžete tiež vyskúšať tento experiment s rastlinami alebo s rôznymi domácimi výrobkami, ktoré by tiež mohli byť prítomné v opätovne použitej vode.
