Περιεχόμενο
- Βρείτε τα καλύτερα συστατικά για χημικά ψυχρά πακέτα
- Δοκιμάζοντας εάν το νερό παγώνει πιο γρήγορα από το κρύο νερό
- Ελέγξτε την τοξικότητα των "πράσινων" απορρυπαντικών
Τα περισσότερα από τα σπουδαία επιστημονικά ευρήματα στην ιστορία ξεκίνησαν όταν κάποιος παρατήρησε κάτι ενδιαφέρον να συμβεί. Αυτό είναι το πρώτο βήμα της επιστημονικής μεθόδου, η οποία είναι ζωτικής σημασίας για την ακριβή έρευνα. Η επιστημονική μέθοδος θα πρέπει επίσης να αποτελέσει τον ακρογωνιαίο λίθο του έργου σας για την επιστήμη των γυμνασίων, οπότε προτού αρχίσετε να πειραματίζεται, εξοικειωθείτε με αυτό. Για ένα πιο επιτυχημένο έργο, επιλέξτε ένα θέμα που σας ενδιαφέρει και σας εμπνέει.
Βρείτε τα καλύτερα συστατικά για χημικά ψυχρά πακέτα
Οι αθλητές και οι πεζοπόροι συχνά χρησιμοποιούν χημικές κρύες συσκευασίες για μικρούς τραυματισμούς, επειδή δεν χρειάζεται να παραμείνουν στην κατάψυξη. Όταν συμπιέζετε το κρύο πακέτο, μια τσάντα νερού μέσα σπάει, και το νερό αναμειγνύεται με τα γύρω χημικά συστατικά. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα μια ενδοθερμική αντίδραση, που σημαίνει ότι το μίγμα απορροφά θερμότητα από το περιβάλλον περιβάλλον. Το πακέτο γίνεται κρύο γρήγορα και συνήθως παραμένει κρύο για 15 λεπτά έως μία ώρα.
Σε αυτό το έργο, θα ελέγξετε ποια από τις τέσσερις χημικές ουσίες κάνει το καλύτερο κρύο πακέτο. Αποκτήστε όλες τις προμήθειες για αυτό το έργο από ένα τυποποιημένο εργαστήριο χημείας λυκείου. Θα χρειαστείτε νιτρικό αμμώνιο, χλωριούχο αμμώνιο, χλωριούχο νάτριο και χλωριούχο ασβέστιο. Για την ασφάλειά σας, μην αναμειγνύετε καμία από τις χημικές ουσίες μεταξύ τους. Φοράτε γάντια, προστατευτικά γυαλιά και ποδιά ασφαλείας.
Χρησιμοποιήστε πέντε μικρά κύπελλα Styrofoam προσθέτοντας την ίδια ποσότητα αποσταγμένου νερού σε κάθε ένα από αυτά. Τον χαρακτηρίστε με τα ονόματα των τεσσάρων χημικών ουσιών και ένα για τον έλεγχο, το οποίο θα έχει μόνο νερό μέσα σε αυτό. Καταγράψτε τις αρχικές θερμοκρασίες και στη συνέχεια προσθέστε τις χημικές ουσίες στα αντίστοιχα φλιτζάνια τους. Ελέγξτε ξανά τις θερμοκρασίες τους, και στη συνέχεια κάθε 30 δευτερόλεπτα έως ότου σταθεροποιηθούν οι θερμοκρασίες. Υπολογίστε τις αλλαγές θερμοκρασίας μετά από κάθε διάστημα και από την αρχή έως την τελευταία μέτρηση. Εξετάστε ποια μείγματα είχαν ενδόθερμες αντιδράσεις και τι είδους αντιδράσεις είχαν τα άλλα μείγματα. Σημειώστε ποια μείγματα είχαν τη μεγαλύτερη πτώση θερμοκρασίας. Επαναλάβετε αυτό το πείραμα τουλάχιστον δύο φορές για να διασφαλίσετε ότι τα αποτελέσματα είναι σωστά. Μπορείτε επίσης να δοκιμάσετε να αναμειγνύετε διαφορετικές ποσότητες κάθε χημικής ουσίας με το νερό για να καθορίσετε εάν υψηλότερες συγκεντρώσεις οποιουδήποτε χημικού προκαλούν μεγαλύτερες ή πιο μακροχρόνιες αλλαγές θερμοκρασίας.
Δοκιμάζοντας εάν το νερό παγώνει πιο γρήγορα από το κρύο νερό
Ο Αριστοτέλης εξέτασε το ερώτημα κατά πόσο το ζεστό νερό παγώνει πριν από το κρύο νερό σε περίπου 350 π.Χ., αλλά ακόμη και τώρα, οι επιστήμονες δεν μπορούν να συμφωνήσουν σε αυτή την φαινομενικά απλή έρευνα. Το 1963, ένας μαθητής γυμνασίου στην Τανζανία, που ονομάστηκε Ernesto Mpemba, έφερε την ερώτηση πίσω στην συνειδητοποίηση της επιστημονικής κοινότητας όταν ρώτησε έναν καθηγητή από ένα κοντινό πανεπιστήμιο γι 'αυτό. Παρά τις πειράξεις από τους συμμαθητές και τον δάσκαλο του, ο Mpemba επέμεινε ότι είχε δει πολλές φορές τα ζεστά υγρά να παγώσουν ταχύτερα από τα κρύα υγρά. Ο καθηγητής Denis Osborne διενήργησε μια σειρά δοκιμών με το Mpemba και κατέληξε στο συμπέρασμα ότι το ζεστό νερό παγώνει πιο γρήγορα. Δημοσίευσαν τα ευρήματά τους και το φαινόμενο έγινε γνωστό ως το φαινόμενο Mpemba.
Για αυτό το έργο, ο στόχος σας είναι να καθορίσετε αν το ζεστό νερό παγώνει πριν το κάνει κρύο νερό. Πριν ξεκινήσετε, δηλώστε την υπόθεσή σας σχετικά με το φαινόμενο Mpemba. Προετοιμάστε τον εαυτό σας μαθαίνοντας για τη συμπεριφορά των μορίων νερού σε διαφορετικές θερμοκρασίες. Σκεφτείτε τους παράγοντες που θα μπορούσαν να επηρεάσουν το πείραμά σας και πώς να κάνετε την υπόθεσή σας πιο συγκεκριμένη, εάν είναι απαραίτητο. Εξετάστε παράγοντες όπως ο όγκος του νερού, το υλικό των δοχείων, η μέθοδος κατάψυξης, οι αρχικές θερμοκρασίες του νερού και η πηγή των υδάτων. Κάνετε πολλαπλές δοκιμές υπό διαφορετικές συνθήκες, για να βεβαιωθείτε ότι είστε λεπτομερείς στην εξέταση του θέματος. Στα συμπεράσματά σας, διερευνήστε γιατί μια τέτοια απλή ερώτηση εξακολουθεί να αποφεύγει την ευρεία συγκατάθεση των επιστημόνων για περισσότερα από 2.000 χρόνια.
Ελέγξτε την τοξικότητα των "πράσινων" απορρυπαντικών
Ένας αυξανόμενος αριθμός νοικοκυριών καταβάλλουν προσπάθειες αυτές τις μέρες για να βοηθήσουν το περιβάλλον μέσω μεθόδων όπως η ανακύκλωση και η αγορά περιβαλλοντικά ασφαλών ή πράσινων προϊόντων. Τα προϊόντα αυτά ισχυρίζονται ότι είναι φιλικά προς το περιβάλλον. Χρησιμοποιείται για την άρδευση φυτών ή για το νερό - το γκρίζο νερό - το οποίο δεν περιλαμβάνει νερό από την τουαλέτα - προέρχεται επίσης από πλυντήρια πιάτων, ντους, μπανιέρες και πλυντήρια ρούχων. Δεδομένου ότι τα πράσινα προϊόντα που κατεβαίνουν στην αποχέτευση μπορεί να καταλήξουν να αποτελούν μέρος ενός συστήματος γκρίζου νερού, δεν πρέπει να έχουν τοξικές επιδράσεις στα φυτά και τα ζώα. Σε αυτό το έργο, αναπτύξτε μια υπόθεση σχετικά με το εάν τα πράσινα απορρυπαντικά πλυντηρίων πιάτων είναι λιγότερο τοξικά για το περιβάλλον από τα συμβατικά απορρυπαντικά πλυντηρίων πιάτων. Στη συνέχεια, δοκιμάστε την υπόθεσή σας εκθέτοντας σκουλήκια σε αυξανόμενα μεγαλύτερες συγκεντρώσεις κάθε απορρυπαντικού.
Το έργο απαιτεί δύο μάρκες πράσινων υγρών απορρυπαντικών, δύο συμβατικές μάρκες, 14 φλιτζάνια στυροπτέρυγα, γλάστρες, φύλλα αλουμινίου και περίπου 350 ζωντανά σκουλήκια, διαθέσιμα από καταστήματα δολωμάτων. Κάθε δοκιμή αντιπροσωπεύει καθένα από τα απορρυπαντικά. Επαναλάβετε κάθε δοκιμή τουλάχιστον τρεις φορές για ακρίβεια. Επισημάνετε επτά φλιτζάνια στυροπτέρυγα με το όνομα του απορρυπαντικού και τη συγκέντρωση επί τοις εκατό, ξεκινώντας με το 0 τοις εκατό στο πρώτο κύπελλο για τον έλεγχο. Αυξήστε το ποσοστό με κάθε φλιτζάνι μέχρι το τελευταίο φλιτζάνι να είναι 100 τοις εκατό. Γεμίστε κάθε φλιτζάνι με νερό και αναμίξτε αρκετά απορρυπαντικά για να δημιουργήσετε τη σημασμένη συγκέντρωση. Το πρώτο κύπελλο κρατά μόνο νερό και το τελευταίο φλιτζάνι έχει μόνο απορρυπαντικό.
Τρυπήστε τρύπες στο κάτω μέρος των επτά άδειων φλυτζανιών. Ετικέτα κάθε φλιτζάνι για να ταιριάζει με κάθε ένα από τα κύπελλα απορρυπαντικού και ένα κύπελλο νερού. Τοποθετούμε 100 γραμμάρια γόνιμου εδάφους σε κάθε κενό κύπελλο και ανακατεύουμε σε πέντε χιλιοστόλιτρα του αντίστοιχου μείγματος απορρυπαντικών. Τοποθετήστε τέσσερα σκουλήκια σε κάθε φλιτζάνι. Καλύψτε αυτά τα φλιτζάνια με αλουμινόχαρτο και φυλάξτε τα σε μια περιοχή μακριά από το κρύο, τη θερμότητα ή το άμεσο ηλιακό φως. Επαναλάβετε αυτά τα βήματα για τα άλλα τρία απορρυπαντικά. Σε πέντε ημέρες παρατηρήστε τον αριθμό των σκουληκιών που ζουν ακόμα σε κάθε κύπελλο. Όλοι οι σκουλήκια ελέγχου θα πρέπει να είναι ζωντανοί. Εάν δεν είναι, επαναλάβετε το πείραμα αλλά αλλάξτε μερικές από τις μεθόδους σας για να βεβαιωθείτε ότι τα σκουλήκια δεν πεθαίνουν για άλλους λόγους.
Γράψτε τα αποτελέσματα και συνάγετε τα συμπεράσματα προσδιορίζοντας εάν τα πράσινα απορρυπαντικά είναι μη τοξικά και εάν η συγκέντρωση των απορρυπαντικών επηρεάζει την τοξικότητα. Μπορείτε επίσης να δοκιμάσετε αυτό το πείραμα με φυτά ή διαφορετικά οικιακά προϊόντα που μπορεί να υπάρχουν και σε επαναχρησιμοποιούμενα νερά.