Більшість великих наукових відкриттів в історії розпочалися тоді, коли хтось помітив, що відбувається щось цікаве. Це перший крок наукового методу, який має вирішальне значення для точного дослідження. Науковий метод також повинен стати наріжним каменем вашого науково-ярмаркового проекту в середній школі, тому перед тим, як почати експериментувати, ознайомтесь із ним. Для більш успішного проекту виберіть тему, яка вас цікавить та надихає.
Знайдіть найкращі інгредієнти для хімічних холодних упаковок
Спортсмени та туристи часто використовують хімічні холодні компресори при незначних травмах, оскільки їх не потрібно тримати в морозильній камері. Коли ви стискаєте холодну упаковку, мішок з водою всередині ламається, і вода змішується з оточуючими хімічними інгредієнтами. Це призводить до ендотермічної реакції, що означає, що суміш поглинає тепло із навколишнього середовища. Пачка швидко охолоджується і зазвичай залишається холодною від 15 хвилин до однієї години.
У цьому проекті ви перевірите, яка з чотирьох хімічних речовин робить найкращий холодний пакет. Отримайте всі матеріали для цього проекту у звичайній хімічній лабораторії середньої школи. Вам знадобиться нітрат амонію, хлорид амонію, хлорид натрію та хлорид кальцію. Для вашої безпеки не змішуйте жодну хімічну речовину між собою. Одягніть рукавички, окуляри та захисний фартух.
Використовуйте п’ять маленьких чашок із пінополістиролу, додаючи в кожну з них однакову кількість дистильованої води. Позначте їх іменами чотирьох хімічних речовин та одного для контролю, в якому буде лише вода. Запишіть початкові температури, а потім додайте хімікати у відповідні чашки. Перевірте їх температуру ще раз, а потім кожні 30 секунд, поки температури не стабілізуються. Обчисліть зміни температури після кожного інтервалу та від початку до останнього вимірювання. Поміркуйте, які суміші мали ендотермічні реакції, і які реакції мали інші суміші. Зверніть увагу, які суміші мали найбільші перепади температури. Повторіть цей експеримент ще принаймні двічі, щоб переконатися, що результати правильні. Ви також можете спробувати змішати різну кількість кожної хімічної речовини з водою, щоб визначити, чи підвищені концентрації будь-якої хімічної речовини спричиняють більші або більш тривалі зміни температури.
Перевірка того, чи замерзає вода швидше, ніж холодна вода
Арістотель досліджував питання про те, чи замерзає гаряча вода перед холодною приблизно за 350 р. До н. Е., Але навіть зараз вчені не можуть дійти згоди щодо цього, здавалося б, простого запитання. У 1963 році старшокласник Танзанії на ім'я Ернесто Мпемба повернув це питання до відома наукової спільноти, коли запитав про це професора сусіднього університету. Незважаючи на дражниння своїх однокласників та вчителя, Мпемба наполягав на тому, що він багато разів бачив, як гарячі рідини застигали швидше, ніж холодні. Професор, Денис Осборн, провів серію тестів з Мпемба, і вони дійшли висновку, що гаряча вода швидше замерзає. Вони опублікували свої висновки, і явище стало відомим як ефект Мпемба.
Для цього проекту ваша мета - визначити, чи замерзає гаряча вода до того, як холодна вода замерзне. Перш ніж почати, сформулюйте свою гіпотезу щодо ефекту Мпемба. Підготуйтеся, дізнавшись про поведінку молекул води за різних температур. Подумайте про будь-які фактори, які можуть вплинути на ваш експеримент, і про те, як зробити вашу гіпотезу більш конкретною, якщо це необхідно. Розглянемо такі фактори, як об’єм води, матеріал ємностей, спосіб заморожування, початкові температури води та джерело води. Проведіть багаторазові випробування за різних умов, щоб переконатись, що ви ретельно вивчаєте предмет. У своїх висновках з’ясуйте, чому таке просте запитання все ще уникає широко розповсюдженої згоди вчених протягом більше 2000 років.
Перевірте токсичність “зелених” миючих засобів
У наш час все більше домогосподарств докладають зусиль, щоб допомогти навколишньому середовищу за допомогою таких методів, як переробка та придбання екологічно безпечних чи екологічних продуктів. Ці продукти заявляють про екологічність. Використовується для зрошення рослин або поливу газону - сіра вода - яка не включає воду з туалету - також надходить від посудомийних машин, душових кабін, ванн та пральних машин. Оскільки зелені продукти, що потрапляють у каналізацію, можуть стати частиною системи сірої води, вони не повинні мати токсичного впливу на рослини та тварин. У цьому проекті розробити гіпотезу про те, чи є миючі засоби для посудомийних машин менш токсичними для навколишнього середовища, ніж звичайні миючі засоби для посудомийних машин. Потім перевірити свою гіпотезу, піддаючи хробаків поступово більшим концентраціям кожного миючого засобу.
Для реалізації проекту потрібні дві марки зелених рідких миючих засобів, дві звичайні марки, 14 чашок із пінополістиролу, грунт для заливки, алюмінієва фольга та близько 350 живих хробаків, які можна придбати у магазинах приманки. Кожне випробування представляє кожен з миючих засобів. Повторіть кожну пробу принаймні три рази для точності. Позначте сім чашок пінополістиролу назвою миючого засобу та процентною концентрацією, починаючи з 0 відсотків на першій чашці для контролю. Збільшуйте відсоток з кожною чашкою, поки остання чашка не буде позначена як 100 відсотків. Наповніть кожну чашку водою та змішайте достатньо миючого засобу, щоб створити позначену концентрацію. Перша чашка вміщує лише воду, а остання - лише миючий засіб.
Проткніть отвори в дні семи порожніх чашок. Позначте кожну чашку, щоб вона відповідала кожній чашці миючого засобу та одній чашці води. Помістіть по 100 грамів грунту в кожну порожню чашку і розмішайте п’ять мілілітрів відповідної миючої суміші. Помістіть у кожну чашку чотири хробака. Накрийте ці чашки алюмінієвою фольгою і зберігайте їх у місці, віддаленому від холоду, тепла або прямих сонячних променів. Повторіть ці дії для інших трьох миючих засобів. Через п’ять днів спостерігайте за кількістю все ще живих глистів у кожній чашці. Усі контрольні черви повинні бути живими. Якщо це не так, повторіть експеримент, але змініть деякі методи, щоб переконатися, що глисти не гинуть з інших причин.
Побудуйте графік результатів і зробіть висновки, визначивши, чи є зелені миючі засоби нетоксичними, і чи впливає концентрація миючого засобу на токсичність. Ви також можете спробувати цей експеримент з рослинами або різними побутовими товарами, які також можуть бути у воді, що використовується повторно.