Sisältö
- Löydä parhaat ainesosat kemiallisille kylmäpakkauksille
- Testaa, jäätyykö vesi nopeammin kuin kylmä vesi
- Testaa ”vihreiden” pesuaineiden toksisuus
Suurin osa historian suurista tieteellisistä löytöistä alkoi, kun joku huomasi tapahtuvan jotain mielenkiintoista. Tämä on ensimmäinen vaihe tieteellisessä menetelmässä, joka on välttämätöntä tarkan tutkimuksen kannalta. Tieteellisen menetelmän tulisi olla myös kulmakivi lukion tiedemessuhankkeessasi, joten tutustu siihen ennen kokeilun aloittamista. Menestyvämpään projektiin valitsemalla aihe, joka kiinnostaa ja inspiroi.
Löydä parhaat ainesosat kemiallisille kylmäpakkauksille
Urheilijat ja retkeilijät käyttävät usein kemiallisia kylmiä pakkauksia vähäisiin vammoihin, koska niitä ei tarvitse pitää pakastimessa. Kun puristat kylmää pakkausta, pussi vettä sisällä murtuu ja vesi sekoittuu ympäröivien kemiallisten aineosien kanssa. Tämä johtaa endotermiseen reaktioon, mikä tarkoittaa, että seos imee lämpöä ympäröivästä ympäristöstä. Pakkaus kylmyy nopeasti ja pysyy tyypillisesti kylmänä 15 minuutista tuntiin.
Tässä projektissa testaat mikä neljästä kemikaalista tekee parhaan kylmäpakkauksen. Hanki kaikki hankkeen tarvikkeet tavallisesta lukion kemian laboratoriosta. Tarvitset ammoniumnitraattia, ammoniumkloridia, natriumkloridia ja kalsiumkloridia. Turvallisuutesi vuoksi älä sekoita mitään kemikaaleja keskenään. Käytä käsineitä, suojalaseja ja suojaesineitä.
Käytä viittä pientä styroksi-kuppia lisäämällä sama määrä tislattua vettä kuhunkin niistä. Merkitse ne neljän kemikaalin nimellä ja yksi valvontaa varten, sillä siinä on vain vettä. Tallenna alkuperäiset lämpötilat ja lisää kemikaalit sitten vastaaviin kuppeihinsa. Tarkista niiden lämpötilat uudelleen ja sitten 30 sekunnin välein, kunnes lämpötilat vakiintuvat. Laske lämpötilan muutokset kunkin aikavälin jälkeen ja alusta viimeiseen mittaukseen saakka. Mieti, millä seoksilla oli endotermisiä reaktioita ja millaisia reaktioita muilla seoksilla oli. Huomaa, millä seoksilla lämpötila putosi eniten. Toista tämä kokeilu vähintään kahdesti lisää varmistaaksesi, että tulokset ovat oikein. Voit myös kokeilla sekoittamalla eri määrät kutakin kemikaalia veden kanssa selvittääkseen, aiheuttaako minkä tahansa kemikaalin korkeammat pitoisuudet suurempia vai pidempiä lämpötilan muutoksia.
Testaa, jäätyykö vesi nopeammin kuin kylmä vesi
Aristoteles tutki kysymystä siitä, jäätyykö kuuma vesi ennen kylmää vettä noin 350 astetta, mutta tutkijat eivät vieläkään pääse yksimielisyyteen näennäisesti yksinkertaisesta tutkimuksesta. Vuonna 1963 Tansanian lukiolainen Ernesto Mpemba toi kysymyksen takaisin tiedeyhteisön tietoisuuteen, kun hän kysyi siitä läheisen yliopiston professorilta. Huolimatta luokkatovereidensa ja kouluopettajansa kiusaamisesta, Mpemba vaati, että hän oli nähnyt kuumien nesteiden jäätyvän monta kertaa nopeammin kuin kylmien nesteiden. Professori Denis Osborne teki sarjan testejä Mpemban kanssa ja päätteli, että kuuma vesi jäätyi nopeammin. He julkaisivat havaintonsa, ja ilmiöstä tuli tunnetuksi Mpemba-ilmiö.
Tämän projektin tavoitteena on selvittää, jäätyykö kuuma vesi ennen kylmää vettä. Ennen kuin aloitat, ilmoita hypoteesi Mpemba-vaikutuksesta. Valmistaudu oppimalla vesimolekyylien käyttäytymisestä eri lämpötiloissa. Ajattele kaikkia tekijöitä, jotka voivat vaikuttaa kokeiluusi, ja kuinka tarvittaessa tehdä hypoteesistasi tarkempi. Harkitse sellaisia tekijöitä kuin veden tilavuus, astioiden materiaali, jäätymismenetelmä, veden alkuperäiset lämpötilat ja vesilähde. Suorita useita kokeita eri olosuhteissa varmistaaksesi, että olet perinpohjaisesti tutkitessasi aihetta. Tutki päätelmissänne, miksi tällainen yksinkertainen kysymys välttää edelleen tutkijoiden laajaa yhteisymmärrystä yli 2000 vuoden ajan.
Testaa ”vihreiden” pesuaineiden toksisuus
Yhä useammat kotitaloudet pyrkivät nykyään auttamaan ympäristöä muun muassa kierrätyksellä ja ostamalla ympäristölle turvallisia tai vihreitä tuotteita. Nämä tuotteet väittävät olevansa ympäristöystävällisiä. Käytetään kasvien kasteluun tai nurmikon kasteluun - harmaa vesi - joka ei sisällä wc: n vettä - tulee myös astianpesukoneista, suihkuista, kylpyammeista ja pesukoneista. Koska viemäriin menevät vihreät tuotteet saattavat päätyä osaksi harmaata vesijärjestelmää, niillä ei pitäisi olla myrkyllisiä vaikutuksia kasveihin ja eläimiin. Tässä projektissa kehitetään hypoteesi siitä, ovatko vihreät astianpesukoneiden pesuaineet vähemmän ympäristölle myrkyllisiä kuin perinteiset astianpesukoneiden pesuaineet. Testaa sitten hypoteesisi altistamalla matoja asteittain suuremmille pitoisuuksille kutakin pesuainetta.
Hankkeessa vaaditaan kaksi merkkiä vihreitä nestemäisiä pesuaineita, kaksi tavanomaista tuotemerkkiä, 14 styroksi-kuppia, kattilamaa, alumiinifolio ja noin 350 elävää matoa, joita on saatavana syöttikaupoista. Jokainen koe edustaa kutakin pesuainetta. Toista jokainen koe vähintään kolme kertaa tarkkuuden varmistamiseksi. Merkitse seitsemän vaahtokuppia, joissa on pesuaineen nimi ja prosentuaalinen pitoisuus, alkaen 0 prosentista kontrollin ensimmäiseen kuppiin. Nosta prosenttiosuutta jokaisella kupilla, kunnes viimeinen kuppi on merkitty 100 prosentilla. Täytä jokainen kuppi vedellä ja sekoita tarpeeksi pesuainetta, jotta saadaan merkitty pitoisuus. Ensimmäisessä kupissa on vain vettä ja viimeisessä kupissa on vain pesuainetta.
Pistä reikiä seitsemän tyhjän kupin pohjaan. Merkitse kukin kuppi sopimaan kumpikin pesuainekuppi ja yksi vesikuppi. Aseta 100 grammaa kasvatusmaata jokaiseen tyhjään kuppiin ja sekoita viisi millilitraa vastaavaa pesuaineseosta. Aseta neljä matoa kuhunkin kuppiin. Peitä nämä kupit alumiinifoliolla ja säilytä niitä kaukana kylmästä, kuumuudesta tai suorasta auringonvalosta. Toista nämä vaiheet muille kolmelle pesuaineelle. Tarkkaile viidessä päivässä matojen lukumäärä, joka on edelleen elossa kussakin kupissa. Kaikkien torjunta-matojen tulisi olla elossa. Jos niitä ei ole, toista kokeilu, mutta muuta joitain menetelmiäsi varmistaaksesi, että madot eivät kuole muista syistä.
Piirrä tulokset ja tee johtopäätökset määrittämällä, ovatko vihreät pesuaineet myrkyttömiä ja vaikuttaako pesuainepitoisuus myrkyllisyyteen. Voit kokeilla tätä kokeilua myös kasvien tai muiden kotitaloustuotteiden kanssa, joita saattaa olla myös uudelleenkäytetyssä vedessä.