مشاريع معرض العلوم في المدرسة الثانوية

المحتوى

• العثور على أفضل المكونات لحزم الباردة الكيميائية
• اختبار ما إذا كان الماء يتجمد أسرع من الماء البارد
• اختبار سمية المنظفات "الخضراء"

بدأت معظم الاكتشافات العلمية العظيمة في التاريخ عندما لاحظ شخص ما حدوث شيء مثير للاهتمام. هذه هي الخطوة الأولى في المنهج العلمي ، وهو أمر مهم للبحث الدقيق. يجب أن تشكل الطريقة العلمية أيضًا حجر الزاوية في مشروع معرض العلوم بالمدرسة الثانوية ، لذا قبل أن تبدأ بالتجربة ، تصبح على دراية به. لمشروع أكثر نجاحًا ، اختر موضوعًا يثير اهتمامك ويلهمك.

العثور على أفضل المكونات لحزم الباردة الكيميائية

غالبًا ما يستخدم الرياضيون والمتنزهون عبوات البرد الكيماوية لإصابات بسيطة لأنهم لا يحتاجون إلى الاحتفاظ بها في الثلاجة. عندما تضغط على العبوة الباردة ، تنفجر كيس من الماء داخلها ، ويختلط الماء مع المكونات الكيميائية المحيطة. ينتج عن هذا تفاعل ماص للحرارة ، مما يعني أن الخليط يمتص الحرارة من البيئة المحيطة. تصبح العبوة باردة بسرعة ، وتبقى عادة باردة لمدة 15 دقيقة إلى ساعة واحدة.

في هذا المشروع ، سوف تختبر أي من المواد الكيميائية الأربعة التي تصنع أفضل عبوة باردة. الحصول على جميع اللوازم لهذا المشروع من مختبر الكيمياء في المدارس الثانوية القياسية. ستحتاج إلى نترات الأمونيوم وكلوريد الأمونيوم وكلوريد الصوديوم وكلوريد الكالسيوم. من أجل سلامتك ، لا تخلط أي من المواد الكيميائية مع بعضها البعض. ارتداء القفازات ، ونظارات واقية ومئزر السلامة.

استخدم خمسة أكواب صغيرة من الستايروفوم تضيف نفس الكمية من الماء المقطر لكل منها. قم بتسميةها بأسماء المواد الكيميائية الأربعة وأخرى للتحكم ، والتي لن تحتوي إلا على ماء. تسجيل درجات الحرارة الأولية ثم قم بإضافة المواد الكيميائية إلى أكواب كل منها. تحقق من درجات الحرارة مرة أخرى ، ثم كل 30 ثانية حتى تستقر درجات الحرارة. احسب التغيرات في درجات الحرارة بعد كل فاصل ، ومن البداية وحتى آخر قياس. النظر في أي الخلطات التي لها ردود فعل ماص للحرارة ، ونوع من ردود الفعل المخاليط الأخرى لديها. لاحظ أي الخلطات كان لديها أكبر درجات الحرارة. كرر هذه التجربة مرتين على الأقل لضمان صحة النتائج. يمكنك أيضًا محاولة خلط كميات مختلفة من كل مادة كيميائية مع الماء لتحديد ما إذا كانت تركيزات أعلى من أي مادة كيميائية تسبب تغيرات في درجات الحرارة أكبر أم أطول.

اختبار ما إذا كان الماء يتجمد أسرع من الماء البارد

درس أرسطو مسألة ما إذا كان الماء الساخن يتجمد قبل الماء البارد في حوالي 350 قبل الميلاد ، ولكن حتى الآن ، لم يتمكن العلماء من الاتفاق على هذا الاستقصاء الذي يبدو بسيطًا. في عام 1963 ، أعاد طالب في مدرسة ثانوية في تنزانيا يدعى إرنستو ميمبا السؤال إلى وعي المجتمع العلمي عندما سأل أستاذًا من جامعة قريبة عن ذلك. على الرغم من إغاظة زملائه ومعلمه ، أصر ميمبا على أنه رأى أن السوائل الساخنة تتجمد أسرع من السوائل الباردة مرات عديدة. أجرى الأستاذ دينيس أوزبورن سلسلة من الاختبارات مع مبيمبا ، وخلصوا إلى أن الماء الساخن تجمد بشكل أسرع. نشروا نتائجهم ، وأصبحت هذه الظاهرة تعرف باسم تأثير مبيمبا.

بالنسبة لهذا المشروع ، هدفك هو تحديد ما إذا كان الماء الساخن يتجمد قبل أن يتجمد الماء البارد. قبل البدء ، حدد فرضيتك حول تأثير Mpemba. تعد نفسك من خلال التعلم عن سلوك جزيئات الماء في درجات حرارة مختلفة. فكر في أي عوامل قد تؤثر على تجربتك وكيفية جعل فرضيتك أكثر تحديداً ، إذا لزم الأمر. ضع في اعتبارك عوامل مثل حجم الماء ، مادة الحاويات ، طريقة التجميد ، درجات حرارة الماء الأولية ، ومصدر المياه. قم بإجراء تجارب متعددة في ظل ظروف مختلفة ، للتأكد من أنك شامل في فحص الموضوع. في استنتاجك ، استكشف لماذا لا يزال هذا السؤال البسيط بعيدًا عن الاتفاق الواسع بين العلماء لأكثر من 2000 عام.

اختبار سمية المنظفات "الخضراء"

يبذل عدد متزايد من الأسر جهودًا هذه الأيام لمساعدة البيئة من خلال أساليب مثل إعادة التدوير وشراء منتجات آمنة أو صديقة للبيئة. هذه المنتجات تدعي أنها صديقة للبيئة. يستخدم لري النباتات أو سقي الحشيش - المياه الرمادية - التي لا تشمل الماء من المرحاض - كما يأتي من غسالات الصحون ، والاستحمام ، وأحواض الاستحمام وغسالات الملابس. نظرًا لأن المنتجات الخضراء التي تسقط في المجاري قد تكون جزءًا من نظام المياه الرمادية ، فلا ينبغي أن يكون لها تأثيرات سامة على النباتات والحيوانات. في هذا المشروع ، قم بتطوير فرضية حول ما إذا كانت منظفات غسالة الصحون الخضراء أقل سمية للبيئة من منظفات غسالة الصحون التقليدية. ثم اختبر فرضيتك عن طريق تعريض الديدان لتركيزات أكبر بشكل تدريجي لكل منظف.

يتطلب المشروع علامتين تجاريتين من المنظفات السائلة الخضراء وعلامات تجارية تقليدية و 14 كوبًا من الستايروفوم وتربة خزفية وورق ألومنيوم وحوالي 350 دودة حية متوفرة من متاجر الطعم. كل تجربة تمثل كل من المنظفات. كرر كل تجربة ثلاث مرات على الأقل للتأكد من دقتها. قم بتسمية سبعة أكواب من الستايروفوم تحمل اسم المنظف وتركيز النسبة المئوية ، بدءًا من 0 في المائة على الكوب الأول من أجل التحكم. زيادة النسبة المئوية مع كل كوب حتى يتم تسمية الكأس الأخير 100 في المئة. ملء كل كوب بالماء وتخلط في المنظفات بما فيه الكفاية لإنشاء تركيز المسمى. الكوب الأول يحمل فقط الماء والكوب الأخير يحتوي فقط على المنظفات.

كزة ثقوب في أسفل سبعة أكواب فارغة. قم بتسمية كل كوب لتتناسب مع كل من أكواب المنظفات وكوب الماء. ضع 100 جرام من تربة القدر في كل كوب فارغ ، وحرك في خمسة ملليلتر من خليط المنظفات المقابل. ضع أربعة ديدان في كل كوب. غطي هذه الكؤوس بورق الألمنيوم واحفظها في مكان بعيد عن البرد أو الحرارة أو أشعة الشمس المباشرة. كرر هذه الخطوات للمنظفات الثلاثة الأخرى. في خمسة أيام ، لاحظ عدد الديدان التي لا تزال حية في كل كوب. جميع الديدان السيطرة يجب أن تكون على قيد الحياة. إذا لم يكن الأمر كذلك ، كرر التجربة ، ولكن قم بتغيير بعض أساليبك للتأكد من أن الديدان لا تموت لأسباب أخرى.

رسم بياني للنتائج ، واستخلص النتائج من خلال تحديد ما إذا كانت المنظفات الخضراء غير سامة ، وما إذا كان تركيز المنظفات يؤثر على السمية. يمكنك أيضًا تجربة هذه التجربة مع النباتات أو المنتجات المنزلية المختلفة التي قد تكون موجودة أيضًا في المياه المعاد استخدامها.