KORAKI V ZNANOST

Revija za raziskovalno delo dijakov na II. gimnaziji Maribor


Uredniški odbor: Katja Holnthaner Zorec (glavna in odgovorna urednica), Romana Fekonja, Zdenka Keuc, Marko Jagodič

Lektoriranje: Romana Fekonja

Tehnični urednik: Van Dečko


Izdajatelj: II. gimnazija Maribor

Številka 1, letnik II, 2020

ISSN 2670 - 6997


Naravoslovje in matematika

Vpliv množinskega razmerja med MTMS in topilom na sintezo monolitnega fleksibilnega hidrofobnega aerogela pri normalnem zračnem tlaku

Žiga Kovačič

Prikaži polno besedilo

Povzetek

S perečima problematikama podnebnih sprememb in Coronavirusa sta učinkovita toplotna izolacija in preprečevanje aerosolih okužb postala dva pomembna razvojno-raziskovalna izziva. V raziskovalni nalogi sem razvijal aerogel, ki združuje nizko toplotno prevodnost in prožnost. Fleksibilni kserogeli in aerogeli na osnovi silicijevega dioksida so bili sintetizirani s pomočjo sol-gel tehnologije. Kot prekurzor sem uporabili metiltrimetoksisilan (MTMS). Uporabljen postopek je bil kataliziran s kislinskim katalizatorjem, temu je sledilo sušenje produkta pri normalnem zračnem tlaku in temperaturah do 140 ° C. Ugotovljeno je bilo, da je sinteza monolitnih alkogelov uspela samo v primerih, kjer smo imeli množinsko razmerje med prekurzorjem (MTMS) in topilom med 0,11 in 0,25. Predpostavili smo, da ta razmerja omogočajo ravno pravo stopnjo zamreženosti produkta, s tem stabilno strukturo in še vedno zelo nizko gostoto. Kot najugodnejše razmerje med prekurzorjem, topilom in vodo se je izkazalo razmerje 1 : 8 : 16. Uspeli smo pridobiti mešanico aerogelov, ki so izkazovali tudi kserogelske lastnosti, kot sta krhkost in nizka elastičnost, vendar tudi nizko gostoto (0,011 g/cm3), velika absorpcijsko kapaciteto za nepolarna topila, še posebej halogenirana organska topila, super hidrofobnost in veliko temperaturno odpornost (do 350 ° C). Ker so pridobljeni produkti cenovno ugodni, zaradi svoje nanodendritne zgradbe in hidrofobnosti predstavljajo material, ki bi ga lahko uporabili tudi kot filter pri obraznih zaščitnih maskah.



Izgube pretoka kapljevine v cevi

Van Dečko

Prikaži polno besedilo

Povzetek

Avtorjev namen te raziskave je bil ugotoviti, kako se volumski pretok spreminja z dolžino gumijaste cevi, po kateri teče kapljevina, in nadaljnjo raziskati, kako se ta spremnja, če kapljevini spremenimo nekatere fizikalne lastnosti, kot sta gostota in viskoznost.

Tok kapljevine lahko opišemo kot laminaren ali turbulenten, na kar vplivajo tako fizikalne lastnosti kapljevine kot tudi hitrost pretoka in lastnosti cevi, v katerih kapljevina teče. Avtor je snoval poskus, pri katerem je iz zbiralnika tekočine horizontalno speljal gumijasto cev različnih dolžin ter nato primerjal volumski pretok kapljevine. V začetku raziskave je izračunal še količnik šobe, iz katere je kapljevina rezervoarja stekala v cev, in tako določil količino pretoka, ki se izgubi zaradi izgub v šobi. Z obdelavo podatkov in izbiro krivulje najboljšega prilega, določeno po enačbi, ki popisuje laminarni tok kapljevine, je avtor ugotovil, da je voda kot za poskus izbrana kapljevina neprimerna, saj se zaradi nizke viskoznosti v cevi pojavi turbulenten tok. Da bi svojo domnevo o prisotnosti turbolentnega toka potrdil, je uporabil kapljevino z višjo viskoznostjo (raztopina saharoze z vodo). Nato je primerjal, kako izmerjen volumski pretok za različne koncentracije saharoze v raztopini odstopa od teoretičnih vrednosti.

Raziskava je demonstrirala, kako se energija (v obliki volumskega pretoka) kapljevine izgublja, ko ta teče skozi različne dolžine gumijaste cevi.



Težke kovine v tleh in rastlinah poplavnega območja Drave

Barbara Simonič, Helena Godina

Prikaži polno besedilo

Povzetek

V raziskavi smo želeli ugotoviti, kolikšna je vsebnost težkih kovin (Zn, Cd, Pb, Cu, As) v tleh in rastlinah poplavnega območja Drave in kako se njihova vsebnost spreminja z oddaljenostjo od reke. Po odvzemu, pripravi vzorcev in meritvah z metodo ICP-MS smo ugotovili, da pri vzorcih tal, odvzetih v bližini struge Drave, vsebnost težkih kovin presega predpisane mejne vrednosti. Z oddaljevanjem od reke se kaže trend padanja koncentracije težkih kovin, pri čemer smo v najbolj oddaljenih merjenih točkah zaznali vrednosti, ki so bile manjše od mejnih.

Tudi v vzorcih tkiv rastlinskih vrst japonski dresnik (Fallopia japonica), žlezava nedotika (Impatiens glandulifera), navadna robida (Rubus fruticosus), navadni regrat (Taraxacum officinale) in širokolistni trpotec (Plantago major) smo zaznali trend upadanja koncentracij z oddaljenostjo od struge. Ugotovili smo tudi, da japonski dresnik in žlezava nedotika vsebujeta visoke koncentracije predvsem kadmija in cinka. Obe omenjeni rastlini imata veliko biomaso, kar pomeni, da kopičita velike količine omenjenih kovin in bi ju lahko uporabljali za bioremediacijo tega območja.



Hrupna obremenitev pri poslušanju glasbe s slušalkami

Filip Marhl

Prikaži polno besedilo

Povzetek

Raziskali smo obremenitve s hrupom mladih, ko poslušajo glasbo s slušalkami in ko se zadržujejo v prostorih za zabavo. Opravili smo fizikalne meritve glasnosti in računsko ovrednotili, kolikšne so energije in s tem povezane razlike v tlakih, ki delujejo na bobnič ušesa ter se preko slušnih koščic in membran prenašajo v notranje uho. To nam omogoča razumeti učinke zvoka na naše uho in s tem razumeti, zakaj nam lahko tako hitro, še preden se zavemo, začutimo, ali bi sploh pričakovali, glasna glasba v slušalkah, v diskoteki ali na javnem koncertu poškoduje sluh. V raziskavi smo izmerili, kolikšne so glasnosti, pri katerih mladi običajno poslušajo glasbo s slušalkami in tudi kolikšne so glasnosti v prostorih diskotek, na dijaških zabavah in na koncertih. Za meritve energije zvoka, ki deluje na bobnič pri poslušanju glasbe s slušalkami, smo posebej v ta namen izdelali model zunanjega ušesa z uhljem in sluhovodom, ki je v naravni velikosti, z dejanskimi lastnostmi stoječega valovanja v sluhovodu in z ojačitvami zvoka, ki so karakteristične za naše uho. Model je natančno opisan, tako da ga lahko bralec po zapisu v nalogi izdela tudi sam ter uporabi za podobne in nadaljnje meritve. Rezultati raziskave, ki temeljijo na meritvah z modelom in na meritvah z dijaki, ki so uporabljali različne tipe slušalk, jasno kažejo, da mladi pogosto poslušajo preglasno glasbo, ki lahko poškoduje sluh. Tudi glasnosti v prostorih z glasbo, kjer se mladi pogosteje zadržujejo, so velikokrat krepko nad mejno vrednostjo. Za analizo in vrednotenje naših meritev smo dodatno izvedli še anketo, s katero smo ugotovili, da srednješolci ne poznajo povezave med glasnostjo in energijo zvoka, ki je logaritemska. Neznanje oz. nezadostno poznavanje fizike zvoka je ključen razlog za lahkomiselnost in prepogosto izpostavljanje visokim glasnostim zvoka, ki kvari sluh mladih. Zato smo v želji po izboljšanju stanja na osnovi rezultatov raziskovalne naloge oblikovali še nekaj priporočil za dodatno obravnavo fizikalnih vsebin o energiji zvoka v srednji šoli.



Družboslovje

Foucaulteva teorija upora in problem individualizacije praks upora

Matevž Rezman Tasič

Prikaži polno besedilo

Povzetek

Esej se ukvarja s Foucaultevo teorijo upora – tako z njenimi tehnikami in strategijami kot s Foucaultevim splošnim pristopom k problematiki oblasti in upora. Esej je tako razdeljen na tri sklope. V prvem delu obravnavam Foucaultevo analizo oblasti kot osnovo njegove teorije upora, ki jo obravnavam v drugem sklopu. Poseben poudarek je posvečen obravnavi Foucaulteve ideje o heterogeni naravi oblasti in upora, relaciji med oblastjo in uporom ter mehanizmom reprodukcije oblasti in potencialnih strategij upora.

Razprava se ukvarja z dvodelno tezo eseja, ki pravi, da (1) Foucaulteva teorija upora individualizira prakse upora in da (2) individualizacija praks upora omejuje transformativni potencial upora. Tezo v razpravi potrdim, saj Foucaulteva teorija upora individualizira prakse upora, kar v kombinaciji z odsotnostjo normativnih elementov v Foucaultevi teoriji upora vodi v normativno zmedo, ki ne omogoča spreminjanja oblasti.


Simulacija vplivov infrastrukturnih posegov na pretočnost prometnih tokov mesta Maribor

Miha Kramberger

Prikaži polno besedilo

Povzetek

V nalogi smo simulirali prometne tokove mesta Maribor in analizirali vplive izbranih posegov v infrastrukturo mestnega cestnega omrežja. Analiza prometnih tokov je temeljila na podlagi realnih podatkov, obdelanih s simulacijskim orodjem SUMO, s katerim lahko uspešno simuliramo prometno situacijo na izbranem območju in ustvarimo delujoč model cestnega omrežja. S simulacijo prometnih tokov smo analizirali predvsem vprašanje zaprtja Koroške ceste in nekaterih ostalih podobnih območij. Preučili smo vpliv zaprtja nekaterih delov cestnega omrežja na pretočnost prometa in s tem poskušali reorganizirati prometni sistem, ki bi temeljil na načelu t. i. pametnih mest. Izboljšava prometne situacije na podlagi pametnih mest naj bi v osnovi temeljila na restrikciji prometa v mestnem jedru, kar bi ljudi privedlo do uporabe alternativnih virov mobilnosti. Negativne posledice omejitve prometa smo poskušali odpraviti z inovativnimi infrastrukturnimi predlogi.