Στα πλαίσια  του μαθήματος της Τεχνολογίας Γ΄ Γυμνασίου μπορούν να  πραγματοποιήσουν  κάποια πειραματική έρευνα.

Ακολουθεί  ένα υπόδειγμα πειραματικής έρευνας

ΕΡΓΑΣΙΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ Γ΄ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ

ΘΕΜΑ ΕΡΕΥΝΑΣ:
«Πώς η θερμοκρασία ενός διαλύματος επηρεάζει τη διαλυτότητα μιας στερεάς ουσίας σε αυτό»


ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1ο: Περιγραφή του προβλήματος

Στη φετινή σχολική χρονιά, στο πλαίσιο του μαθήματος «Τεχνολογία», κλήθηκα να δημιουργήσω μια γραπτή εργασία – πειραματική έρευνα.
Αποφάσισα να μελετήσω το φαινόμενο της διαλυτότητας ορισμένων στερεών ουσιών, και συγκεκριμένα της λευκής ζάχαρης, διερευνώντας πώς η θερμοκρασία του διαλύματος επηρεάζει τη διαλυτότητά της.

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2ο: Περιγραφή του σκοπού της έρευνας

Ως μαθητής, επέλεξα αυτό το θέμα διότι με ενδιαφέρει να κατανοήσω τη σχέση ανάμεσα στη θερμοκρασία και τη διαλυτότητα.
Είναι ένα απλό και ασφαλές πείραμα που μπορεί να πραγματοποιηθεί εύκολα στο σπίτι, με καθημερινά υλικά και χωρίς ιδιαίτερο κόστος.
Επιπλέον, το φαινόμενο της διαλυτότητας αφορά πολλούς τομείς της καθημερινότητας, της επιστήμης και της βιομηχανίας.

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3ο: Κοινωνικές ανάγκες που εξυπηρετεί η έρευνα

Η συγκεκριμένη έρευνα συμβάλλει στην ανάπτυξη των φυσικών επιστημών, κυρίως της Φυσικής και της Χημείας.
Η κατανόηση της διαλυτότητας βοηθά:

  • στη βιομηχανία τροφίμων, για την παρασκευή ροφημάτων και γλυκών,
  • στη φαρμακευτική, για τη διάλυση ουσιών σε διαλύτες,
  • στην εκπαίδευση, για την κατανόηση φυσικών φαινομένων όπως τα διαλύματα και οι αλλαγές φάσης.

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4ο: Υπόθεση της έρευνας

Παράδειγμα: Η θερμοκρασία του διαλύτη δεν επηρεάζει τη διαλυτότητα της ζάχαρης.

Η υπόθεση που θα προσπαθήσω να επαληθεύσω ή να καταρρίψω είναι:

«Υποθέτω πως η διαλυτότητα της στερεάς ουσίας (π.χ. ζάχαρης) αυξάνεται όταν αυξάνει η θερμοκρασία του διαλύματος (διαλύτης: νερό).»

Παράμετροι που θεωρούνται σταθερές (δεν επηρεάζουν τα αποτελέσματα):

  1. Οι μετρήσεις (όγκων, βάρους, χρόνου) δεν γίνονται με εξειδικευμένα όργανα.

  2. Ο χρόνος της ημέρας (π.χ. πρωί ή βράδυ) δεν θεωρείται ότι επηρεάζει τα αποτελέσματα.

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5ο: Μεταβλητές της έρευνας

  • Ανεξάρτητη μεταβλητή: Η θερμοκρασία του διαλύματος (15°C, 20°C, 35°C).
  • Εξαρτημένη μεταβλητή: Η διαλυτότητα της στερεάς ουσίας (ζάχαρη ή αλάτι).

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6ο: Πληροφοριακά στοιχεία για την έρευνα

Μαθήματα που σχετίζονται με την έρευνα:
Χημεία – Φυσική – Τεχνολογία

Ορισμοί:

  • Διάλυμα: Ομογενές μίγμα δύο ή περισσότερων ουσιών.
  • Διαλύτης: Η ουσία που βρίσκεται σε μεγαλύτερη ποσότητα και μέσα στην οποία διαλύεται η άλλη.
  • Διαλυμένη ουσία (διαλυμένο): Η ουσία που διαλύεται στον διαλύτη.

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7ο: Περιγραφή της διαδικασίας της έρευνας

Πλαίσιο και χαρακτηριστικά των πειραμάτων

Σταθερές της έρευνας:

  1. Ίδια ποσότητα νερού (100 ml) σε κάθε δοχείο.

  2. Ίδιες περιβαλλοντικές συνθήκες κατά τη διάρκεια των πειραμάτων.

  3. Ίδια δοχεία (ίδιου μεγέθους και υλικού).

Στάδια της έρευνας

  1. Γεμίζω τρία ποτήρια με νερό σε θερμοκρασίες 10°C, 20°C και 35°C.

  2. Προσθέτω σταδιακά ζάχαρη με κουταλάκι του γλυκού και ανακατεύω.

  3. Όταν παρατηρήσω ίζημα στον πυθμένα, σταματώ την προσθήκη.

  4. Υπολογίζω την ποσότητα ζάχαρης που διαλύθηκε (1 κουταλάκι ≈ 5 γραμμάρια).

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 8ο: Εκτέλεση της έρευνας

Όρια και περιορισμοί

  • Θερμοκρασίες που επιλέχθηκαν: 10°C, 20°C, 35°C.
  • Στερεά ουσία που επιλέχθηκε: ζάχαρη.

Εκτέλεση

Η διαδικασία ακολουθεί τα στάδια του προηγούμενου κεφαλαίου.

Επεξεργασία δεδομένων

(Εδώ καταγράφονται οι τιμές, οι παρατηρήσεις και τα γραφήματα που προκύπτουν από το πείραμα.)

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 9ο: Συμπεράσματα της έρευνας

Από τα αποτελέσματα της έρευνας, παρατηρήθηκε ότι όσο αυξάνεται η θερμοκρασία του διαλύματος, τόσο αυξάνεται η διαλυτότητα της ζάχαρης.
Άρα, η αρχική υπόθεση επιβεβαιώνεται.

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 10ο: Προτάσεις για συμπληρωματική έρευνα

Η εργασία αυτή μπορεί να αποτελέσει βάση για περαιτέρω μελέτες, όπως:

  • Πώς επηρεάζει η θερμοκρασία τη διαλυτότητα άλλων στερεών (π.χ. αλάτι, κιτρικό οξύ).
  • Πώς επηρεάζει η πίεση ή η ανάδευση τη διαλυτότητα.
  • Μελέτη της ταχύτητας διάλυσης σε διαφορετικούς διαλύτες (νερό, οινόπνευμα, λάδι).

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

  • Σχολικό βιβλίο «Τεχνολογία Γ΄ Γυμνασίου»
  • Εγκυκλοπαίδεια Χημείας (τόμος Δ)
  • Εκπαιδευτικά ιστολόγια (π.χ. tech4school.blogspot.com)
  • Σημειώσεις από το μάθημα Φυσικής
  • Παρατηρήσεις και πειραματικά δεδομένα από το σχολικό εργαστήριο