Kho mô phỏng mở

Phòng thí nghiệm ảo về tập tính: đặt mọt ẩm, giòi hoặc ruồi giấm vào buồng lựa chọn hay mê lộ chữ T có hai nửa sáng – tối, ẩm (nước) – khô (silica gel), hoặc chuối chín, giấm, ammonia loãng ở một đầu. Con vật di chuyển theo taxis (có hướng) hoặc kinesis (đổi tốc độ và tần số đổi hướng); đếm số con mỗi bên sau mỗi 30 giây, lặp lại nhiều lần, đổi bên để đối chứng và kiểm định khi bình phương so với phân bố đều.

Ba màn về ATP – đồng tiền năng lượng của tế bào: biểu đồ ΔG cho thấy thuỷ phân ATP (ATP + H₂O → ADP + Pi, ΔG°′ ≈ −30,5 kJ/mol) ghép cặp với tổng hợp glutamine, bơm Na⁺–K⁺ hoặc co cơ làm tổng ΔG âm; chu trình ATP–ADP với ATP được tái tạo nhờ hô hấp hoặc quang hợp khi nhu cầu năng lượng thay đổi; ví dụ ghép cặp trong hoá học (khử oxide kim loại bằng carbon) với ΔG = ΔH − TΔS của từng bước theo nhiệt độ.

Bản đồ Hoa Kỳ tự vẽ cùng thanh kéo năm từ 1783 đến 1917. Bốn lớp bản đồ cho thấy từng vùng đất được sáp nhập và cách sáp nhập, thế cân bằng giữa các bang tự do và bang có chế độ nô lệ, đất đai của người bản địa (người Anh-điêng) bị thu hẹp qua các cuộc cưỡng bức di dời, hiệp ước và khu bảo tồn, và dòng người tiến về phía tây với đường biên cương, tâm dân số, các con đường mòn và đường sắt. Bấm vào một vùng, một bang, một tuyến đường hay một chấm sự kiện để đọc ghi chú.

Bản đồ theo các cuộc tổng điều tra dân số cho thấy người sống ở Anh và xứ Wales và ở Ô-xtrây-li-a sinh ra ở đâu, từ các cuộc điều tra đầu tiên sau chiến tranh đến năm 2021, cùng mức thay đổi giữa hai cuộc điều tra. Học sinh theo dõi các đạo luật và sự kiện mở rộng hoặc hạn chế nhập cư – từ tàu Windrush và các Đạo luật Người nhập cư Khối Thịnh vượng chung đến việc chấm dứt chính sách "nước Úc da trắng" và tiếp nhận người tị nạn – đọc về trải nghiệm và đóng góp của từng nhóm, và so sánh bạn hàng thương mại của mỗi nước thay đổi ra sao.

Bản đồ bán đảo Triều Tiên tự vẽ cho thấy chiến tuyến thay đổi qua từng tháng từ ngày 25/6/1950 đến Hiệp định đình chiến ngày 27/7/1953: quân đội Bắc Triều Tiên tiến xuống phía nam, vành đai Busan, cuộc đổ bộ Incheon, cuộc tiến quân tới sông Áp Lục, Trung Quốc tham chiến, thế giằng co quanh vĩ tuyến 38 và khu phi quân sự. Bảng thông tin nêu vai trò của Liên hợp quốc, Mỹ, Trung Quốc, Liên Xô trong bối cảnh Chiến tranh lạnh và số thương vong ước tính.

Bản đồ thế giới Đại Tây Dương từ năm 1501 đến năm 1890 dựa trên số ước tính của Cơ sở dữ liệu buôn bán nô lệ xuyên Đại Tây Dương (SlaveVoyages). Học sinh kéo trục thời gian và lọc theo quốc kì của tàu chở để thấy bao nhiêu người bị đưa đi từ mỗi vùng của châu Phi, họ bị đưa tới đâu và bao nhiêu người chết trên biển. Các lớp bản đồ khác cho thấy buôn bán tam giác và tuyến Nam Đại Tây Dương, số người bị nô dịch ở các thuộc địa chính so với số người được đưa tới, cùng những cuộc kháng cự và đạo luật chấm dứt buôn bán nô lệ và chế độ nô lệ.

Chạm vào từng xương của bộ xương người để xem chức năng nâng đỡ, bảo vệ, vận động và tạo tế bào máu ở tủy đỏ; chạm vào khớp để so sánh khớp chỏm cầu, khớp bản lề, khớp xoay, khớp bán động và khớp bất động, tầm vận động của chúng và cấu tạo khớp hoạt dịch. Ở màn hình đòn bẩy khuỷu tay, đổi vật nặng, khoảng cách điểm bám của cơ hai đầu và góc khuỷu, dùng quy tắc moment lực để tính lực cơ trong khi cơ hai đầu và cơ ba đầu hoạt động đối kháng. Sau đó đo tầm vận động khớp bằng thước đo góc ảo và ghi kết quả.

Thí nghiệm A: khối Leslie chứa nước nóng có bốn mặt đen mờ, trắng mờ, bạc mờ và bạc bóng; xoay từng mặt về phía đầu thu hồng ngoại đặt cách một khoảng cố định, chỉnh 0 đầu thu, ghi số chỉ vào bảng và so sánh trên biểu đồ cột trong khi nước nguội dần. Thí nghiệm B: hai tấm kim loại đen mờ và bạc bóng đặt cách đều một lò sưởi, mặt sau gắn đinh bằng sáp; đo thời gian đinh rơi và xem đồ thị nhiệt độ hai tấm. Có bảng kiểm phép thử công bằng, kết luận tự động và giải thích vì sao sơn trắng phát xạ hồng ngoại gần bằng sơn đen.

Tia UV phân cắt Cl₂ hoặc Br₂ thành gốc tự do, các gốc này phản ứng với methane hoặc ethane theo cơ chế dây chuyền: khơi mào, phát triển mạch và tắt mạch, mỗi bước vẽ bằng mũi tên cong một nửa và có biến thiên enthalpy. Đổi tỉ lệ halogen : alkane và cường độ tia UV để thấy hỗn hợp sản phẩm hình thành, từ CH₃Cl tới CCl₄, kèm một ít ethane sinh ra ở bước tắt mạch.

Màn hình Mô hình hạt: phân tử nước kéo ion ra khỏi mạng tinh thể NaCl hoặc KNO₃ và bao quanh chúng thành lớp vỏ hydrate, saccharose tan nhờ liên kết hydrogen, iodine tan trong hexane nhưng hầu như không tan trong nước; thêm chất tan tới khi dung dịch bão hoà và đổi nhiệt độ để đọc đường cong độ tan. Màn hình Năng lượng hoà tan: chu trình gồm enthalpy phân li mạng tinh thể và enthalpy hydrate hoá cho enthalpy hoà tan của sáu muối, ΔsolG = ΔsolH − TΔsolS cho thấy vai trò của entropy, nhiệt lượng kế ảo đo độ biến thiên nhiệt độ.

Từ một chất đầu, chọn tác nhân và điều kiện (đun hồi lưu hay chưng cất, xúc tác, đặc hay loãng) để chuyển nhóm chức qua 2–4 bước tới chất đích: alkane → dẫn xuất halogen → alcohol → aldehyde, ketone → carboxylic acid → ester, cộng vào alkene, nitrile để tăng mạch carbon, amine, và một bài bảo vệ liên kết C=C. Chọn sai sẽ được giải thích vì sao; mỗi bước hiện phương trình, sản phẩm phụ, hiệu quả nguyên tử và hiệu suất, hiệu suất cả quá trình là tích các hiệu suất.

Xem phổ IR dạng sơ đồ theo số sóng 4000–500 cm⁻¹ của mười chất hữu cơ, đặt con trỏ để đọc peak và đối chiếu bảng tương quan (O–H, N–H, C–H, C≡N, C=O, C=C, C–O, vùng vân tay), rồi làm câu đố nhận biết nhóm chức. Các màn hình khác mô phỏng dao động co giãn của liên kết như một lò xo, sự hấp thụ IR của CO₂, H₂O, CH₄ trong hiệu ứng nhà kính và phổ UV-Vis liên hệ màu bị hấp thụ với màu nhìn thấy.

Màn hình Thử chất: nhỏ từng giọt dung dịch KMnO₄ trong acid (tím → mất màu) hoặc K₂Cr₂O₇ trong acid (da cam → xanh lục) để nhận ra chất khử, dung dịch KI (không màu → vàng nâu, với hồ tinh bột → xanh đen) để nhận ra chất oxi hoá; có ống đối chứng, chế độ chất chưa biết và bảng kết quả. Màn hình Vanadium: kẽm trong acid khử VO₂⁺ (vàng, +5) qua VO²⁺ (xanh lam, +4), V³⁺ (xanh lục, +3) tới V²⁺ (tím, +2); thế điện cực chuẩn cho biết thiếc hay Fe²⁺ khử được tới đâu. Màn hình Chuẩn độ: chuẩn độ Fe²⁺ bằng KMnO₄ hoặc K₂Cr₂O₇, ghi các lần chuẩn độ và tính nồng độ.

Phòng thí nghiệm ảo về phân tích khối lượng. Kết tủa ion sulfate dưới dạng BaSO₄, ion chloride dưới dạng AgCl hoặc ion calcium trong nước cứng dưới dạng CaCO₃, thử phần nước trong tới khi kết tủa hoàn toàn, lọc, rửa rồi nung – để nguội – cân tới khi hai lần cân bằng nhau; hoặc nung hỗn hợp có sodium hydrogencarbonate hay barium chloride ngậm nước tới khối lượng không đổi. Tính phần trăm khối lượng của ion, độ cứng của nước theo mg CaCO₃/dm³ hoặc công thức muối ngậm nước, và so sánh thành phần thay đổi của hỗn hợp với thành phần cố định của chất tinh khiết.

Thả lithium, sodium, potassium vào nước có chất chỉ thị vạn năng rồi dự đoán rubidium và caesium; đốt các kim loại trong oxygen và chlorine, tính thể tích hydrogen và khối lượng sản phẩm. Tìm hiểu vì sao khả năng phản ứng tăng dần trong nhóm IA (electron ngoài cùng xa hạt nhân hơn), vì sao khí hiếm kém hoạt động và nhiệt độ sôi tăng dần trong nhóm, và so sánh kim loại chuyển tiếp với kim loại nhóm IA.

Thí nghiệm ảo đốt methanol, ethanol, propan-1-ol, butan-1-ol và pentan-1-ol trong đèn cồn dưới cốc đồng chứa nước: cân đèn trước và sau, đọc nhiệt độ cao nhất, tính q = m·c·ΔT, n = Δm/M và ΔcH = −q/n, so với số liệu tra cứu (−726 đến −3 329 kJ/mol) để thấy nhiệt thất thoát và xu hướng khoảng −654 kJ/mol cho mỗi nhóm CH₂. Có thêm đốt mẫu thức ăn dưới ống nghiệm, bom nhiệt lượng kế hiệu chuẩn bằng điện (CF = VIt/ΔT) và bảng so sánh năng lượng riêng, mật độ năng lượng, lượng CO₂ của diesel, biodiesel, xăng, ethanol sinh học, khí thiên nhiên, biogas và hydrogen.

Biểu đồ các năng lượng ion hoá liên tiếp (thang logarit) của nguyên tố từ H đến Ca cho thấy bước nhảy lớn khi electron bị tách từ lớp bên trong, từ đó suy ra số electron lớp ngoài cùng và nhóm. Màn Năng lượng ion hoá thứ nhất cho thấy xu hướng theo chu kì 2, 3 (chỗ giảm ở B, Al và O, S kèm ô orbital) và theo nhóm; màn Phổ quang electron vẽ mỗi phân lớp thành một đỉnh có độ cao tỉ lệ số electron; màn Phổ hydrogen tìm năng lượng ion hoá từ giới hạn hội tụ của dãy Lyman.

Một lớp ion kim loại dương trong biển electron tự do: đặt hiệu điện thế để thấy electron trôi tạo dòng điện, gõ búa để các lớp ion trượt mà kim loại không vỡ, tăng nhiệt độ để so sánh nhiệt độ nóng chảy của Li, Na, K, Mg, Al theo điện tích và bán kính ion. Màn hợp kim thêm nguyên tử thay thế (đồng thau, đồng thiếc, vàng 18K, thiếc hàn, duralumin, thép không gỉ) hoặc xen kẽ (carbon trong thép) làm méo lớp, kèm độ cứng, khối lượng riêng và ứng dụng; màn tam giác van Arkel–Ketelaar xếp chất theo hiệu và trung bình độ âm điện.

Nhập lượng chất ban đầu cho nhiều lần thí nghiệm, xem hệ tiến tới cân bằng trên đồ thị nồng độ theo thời gian và bảng ICE tự điền, rồi thấy KC tính được luôn như nhau ở cùng nhiệt độ. Tính Kp từ phần mol và áp suất riêng phần, dự đoán chiều phản ứng bằng cách so sánh Q với K, luyện bài tập bảng ICE có chấm điểm, và thử các quy tắc biến đổi K (đảo chiều, nhân hệ số, cộng phản ứng) cùng liên hệ ΔG° = −RT ln K.

Bốn màn hình về định luật Hess. Chu trình Hess: tính ΔrH của một phản ứng qua enthalpy tạo thành, enthalpy đốt cháy hoặc năng lượng liên kết trung bình, xem dạng chu trình hoặc giản đồ mức năng lượng và đi từng bước. Cộng phương trình: đảo chiều, nhân hệ số và cộng các phương trình cho trước tới khi được phương trình cần tìm. Chu trình Born – Haber: tính enthalpy mạng tinh thể của NaCl, KCl, LiF, MgO, MgCl₂. Thí nghiệm: đo nhiệt bằng cốc xốp để tìm gián tiếp nhiệt hydrate hoá CuSO₄ hoặc enthalpy tạo thành MgO.

Phòng thí nghiệm ảo cracking dầu paraffin lỏng: đun nóng xúc tác mảnh sứ xốp hoặc aluminium oxide, đưa lửa qua bông khoáng cho paraffin hoá hơi, thu khí bằng cách đẩy nước, tránh nước bị hút ngược và thử từng ống khí bằng nước bromine. Sau đó cân bằng phương trình cracking như C₁₀H₂₂ → C₈H₁₈ + C₂H₄, so sánh cracking xúc tác, cracking hơi nước và cracking nhiệt, xem cracking giúp cân đối cung và cầu các phân đoạn dầu mỏ, và quan sát alkene cộng bromine, hydrogen, nước và hydrogen bromide.

Mô hình mạch polymer: chỉnh độ dài mạch, số nhánh, số liên kết ngang và loại lực giữa các mạch rồi đun nóng hoặc kéo giãn mẫu. Nhựa nhiệt dẻo mạch thẳng mềm ra, chảy và đúc lại được; nhựa nhiệt rắn có liên kết ngang cộng hoá trị cháy thành than; chất đàn hồi giãn ra rồi co lại. Nhiệt độ mềm, khối lượng riêng, độ kết tinh và độ bền kéo cập nhật ngay (LDPE so với HDPE); chế độ Tạo polymer so sánh trùng hợp với trùng ngưng (polyester, polyamide, nước tách ra) và cho thuỷ phân để thấy polymer nào phân huỷ sinh học.

So sánh mô hình Kekulé với hệ π giải toả của benzene qua enthalpy hydrogen hoá (dự đoán −360, đo được −208 kJ/mol), độ dài liên kết và phép thử với nước bromine. Màn hình cơ chế vẽ bằng mũi tên cong các phản ứng nitro hoá, bromine hoá, alkyl hoá và acyl hoá Friedel–Crafts: tạo electrophile, ion arenium trung gian, mất H⁺ và tái tạo xúc tác, kèm giản đồ năng lượng.

Một cuộc điều tra địa lí dân cư trọn vẹn trên máy: đi dọc lát cắt 3 km từ trung tâm tới rìa một thị trấn giả định. Chọn giả thuyết, cách lấy mẫu (hệ thống, ngẫu nhiên, phân tầng), thời điểm và thời lượng đếm người đi bộ, cách chọn người trả lời phiếu hỏi. Tại mỗi điểm: khảo sát chất lượng môi trường, đếm người đi bộ, khảo sát sử dụng đất và phát phiếu hỏi. Bảng số liệu, bản đồ kí hiệu tỉ lệ, biểu đồ chấm điểm, biểu đồ cột, biểu đồ mạng nhện, hệ số tương quan hạng Spearman, kết luận và phần đánh giá độ tin cậy, sai lệch được lập tự động.