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歴史上の偉大な科学的発見のほとんどは、誰かが何か面白い出来事に気づいたときに始まりました。これは科学的方法の最初のステップであり、正確な研究には不可欠です。また、科学的方法は高校の科学フェアプロジェクトの基盤を形成する必要があるため、実験を開始する前にそれをよく理解してください。より成功するプロジェクトの場合は、興味があり刺激を受けるトピックを選択してください。
化学コールドパックに最適な材料を見つける
アスリートとハイカーは、冷凍庫に保管する必要がないため、軽傷には化学コールドパックを使用することがよくあります。コールドパックを絞ると、内部の水の袋が壊れ、周囲の化学成分と水が混ざります。これにより、吸熱反応が起こります。つまり、混合物は周囲の環境から熱を吸収します。パックはすぐに冷たくなり、通常は15分から1時間冷たくなります。
このプロジェクトでは、4つの化学物質のうちどれが最高のコールドパックになるかをテストします。標準的な高校の化学実験室からこのプロジェクトのすべての物資を入手してください。硝酸アンモニウム、塩化アンモニウム、塩化ナトリウム、塩化カルシウムが必要です。安全のため、化学物質を混ぜないでください。手袋、ゴーグル、安全エプロンを着用してください。
5つの小さな発泡スチロールカップを使用して、それぞれに同じ量の蒸留水を加えます。それらに4つの化学物質の名前と管理用のものをラベル付けします。初期温度を記録し、化学物質をそれぞれのカップに追加します。温度を再度確認し、温度が安定するまで30秒ごとに確認します。各間隔の後、最初から最後の測定までの温度変化を計算します。どの混合物に吸熱反応があり、他の混合物にどのような反応があったかを考慮してください。どの混合物の温度が最も低下したかに注意してください。この実験を少なくとも2回繰り返して、結果が正しいことを確認します。また、各化学物質の異なる量を水と混合して、化学物質の濃度が高いほど温度変化が大きくなるか長く続くかを判断することもできます。
水が冷水よりも速く凍結するかどうかのテスト
アリストテレスは紀元前350年頃に、お湯が冷水の前に凍結するかどうかの問題を調べましたが、今でも科学者はこの一見単純な調査に同意することはできません。 1963年、タンザニアのErnesto Mpembaという高校生が、近くの大学の教授に質問したときに、この質問を科学コミュニティの認識に戻しました。クラスメートや学校の先生からのいじめにもかかわらず、ムペンバは、冷たい液体よりも熱い液体が何度も凍結するのを見たと主張しました。教授のデニス・オズボーンは、ムペンバで一連のテストを実施しましたが、彼らはお湯が急速に凍結したと結論付けました。彼らは調査結果を発表し、この現象はムペンバ効果として知られるようになりました。
このプロジェクトの目的は、冷水よりも先に温水が凍結するかどうかを判断することです。始める前に、ムペンバ効果に関する仮説を述べてください。さまざまな温度での水分子の挙動について学習することにより、準備してください。実験に影響を与える可能性のある要因と、必要に応じて仮説をより具体的にする方法について考えてください。水の量、容器の材料、凍結方法、水の初期温度、水源などの要因を考慮してください。被験者の検査を徹底するために、異なる条件下で複数の試行を行います。あなたの結論では、なぜこのような単純な質問が、2000年以上にわたって科学者の間で広範に合意されていないのかを探ります。
「グリーン」洗剤の毒性をテストする
最近では、リサイクルや環境に安全な製品やグリーン製品の購入などの方法で環境を支援するために努力している世帯が増えています。これらの製品は、環境に優しいと主張しています。植物の灌漑や芝生の水やりに使用されます-トイレからの水を含まない灰色の水は、食器洗い機、シャワー、浴槽、洗濯機からも供給されます。排水溝を下る緑色の製品は、雑排水システムの一部である可能性があるため、植物や動物に有害な影響を与えるべきではありません。このプロジェクトでは、緑色の食器洗い機用洗剤が従来の食器洗い機用洗剤よりも環境に対する毒性が低いかどうかについて仮説を立てます。次に、ワームを徐々に高濃度の各洗剤にさらすことにより、仮説をテストします。
このプロジェクトには、緑色の液体洗剤の2つのブランド、2つの従来のブランド、14個の発泡スチロールカップ、ポッティング土壌、アルミホイル、および餌の店から入手できる約350個の生きた虫が必要です。各トライアルは、各洗剤を表しています。正確性のために、各試行を少なくとも3回繰り返します。 7つの発泡スチロールカップに、コントロールの最初のカップの0パーセントから始めて、洗剤の名前と濃度をラベル付けします。最後のカップに100％のラベルが付けられるまで、各カップのパーセンテージを増やします。各カップに水を入れ、ラベルの濃度を作成するのに十分な洗剤を混ぜます。最初のカップは水のみを保持し、最後のカップは洗剤のみを保持します。
7つの空のカップの底に穴を開けます。各カップに洗剤カップと1つの水カップに合わせてラベルを付けます。空の各カップに100グラムのポッティング土壌を入れ、5ミリリットルの対応する洗剤混合物をかき混ぜます。各カップに4つの虫を入れます。これらのカップをアルミホイルで覆い、寒さ、暑さ、直射日光の当たらない場所に保管してください。他の3つの洗剤についてもこれらの手順を繰り返します。 5日間で、各カップでまだ生きている虫の数を観察します。制御ワームはすべて生きている必要があります。そうでない場合は、実験を繰り返しますが、他の理由でワームが死なないようにいくつかの方法を変更します。
結果をグラフ化し、緑色の洗剤が非毒性かどうか、洗剤濃度が毒性に影響するかどうかを判断して結論を導きます。また、植物、または再利用水に存在する可能性のあるさまざまな家庭用品でこの実験を試すことができます。