• Бебета
• Създаване на семейство
• Деца
• Общо родителство
• Новородени
• Тийнейджъри
• Малки деца
• Бременност

Научни експерименти за деца: Направи лемонен часовник

Учене за електричество

Научни експерименти за деца: Направи лемонен часовник

Като част от поколение деца, растящи в всеки по-еко-съзнателен свят, неща като нискоенергийни ел. крушки и хибридни коли са нормата за вашето дете. Направяне на часовник, който работи на цитрусова енергия, не само е мощен начин за закрепване на идеята, че има алтернативни източници на енергия навсякъде, но е и страхотен начин за нея да научи повече за електричеството и проводниците материали. Забележете, че макар използването на крокодилски запети да е идеално за този експеримент, можете да ги използвате само ако терминалите в батерийното отделение на часовника са достатъчно големи, за да се закачат. Ако не са, ще трябва да използвате електрическа лента, за да закрепите краищата на жицата до терминалите.

Умения, които се упражняват

• Научен метод
• Основно разбиране за това как работи електричеството
• Изследване на проводници материали

Какво ви трябва

• 2 големи лимони или други цитрусови плодове
• 3 медени жици, приблизително 30 см дължина всяка
• 2 медени монети или медени гвоздеди
• 2 големи оцинковани цинкови гвоздеди (поне 5 см дължина)
• Батериен часовник (еден, който използва единична батерия и няма и контакт за заряждане)
• 2 крокодилски (електрически) запети или електрическа лента
• AA батерия
• Хартия и молив
• Постоянен маркер

Научете за електричество, електрони и батерии

• Вие и детето си можете да погледнете AA батерията заедно, за да забележите, че един край има "+" знак на него, а друг край има "-" знак на него. Те са известни като положителен и отрицателен терминал. За по-нататъшно изследване, отворете батерийното отделение на часовника и забележете, че то също има положителен и отрицателен терминал.
• Малки частици електричество, известни като електрони, могат да пътуват между отрицателен и положителен терминал, ако има нещо, свързващо ги, което позволява на тези електрони да текат между тях. Тази връзка е известна като проводник, и някои материали, включително цинк и мед, са много по-добри проводници от други материали. Когато се използват два различни метала като терминали, електрониът натискат по-силно в една посока от другата, създавайки ток.
• В батерийно-хранени устройства, батерията сама прави електрони чрез химическа реакция, която се случва, когато се създава проводник верига, като се постави батерията между положителния и отрицателния терминал в батерийното отделение. Химическата реакция се случва само когато батерията е на място.
• Когато проводници материали се поставят в кисели разтвори и сокове (като тези, намерени в цитрусовите плодове), това също създава химическа реакция. Тази реакция разпажда структурата на метала, пускайки електрони в разтвора.

Изпълнете експеримента си

Създайте хипотеза

1. Прегледайте фоновата информация за електричество и батерии тук с детето си, за да сте сигурни, че тя има основно разбиране за това как работят батериите и кондукцията. Покажете на детето си материалите, които имате, и ѝ кажете, че ще ги използвате, за да заработи часовника без батерия.
2. Идентифицирайте всеки от материалите по име и състав (т.е., меден гвоздед, цинков гвоздед), и помолете я да предвиди какво ще се случи, ако свържете всички тези материали заедно.
3. Нека тя направи основна диаграма на това, какво мисли, че трябва да се направи и какво ще се случи. Това ще послужи като нейен план и хипотеза.

Как да играем

1. Сигурно закрепете един край на парче медена жица точно под главата на един от цинковите гвоздеди, обвивайки го около гвоздеда. Прикрепете малък крокодилски запета към другия край на жицата. Ако нямате крокодилски запети, оставете края на жицата както е.
2. Прикрепете края на втора парче медена жица към меден гвоздед, обвивайки го около гвоздеда (или, ако използвате монета, закрепете я с електрическа лента). Прикрепете другия крокодилски запета към другия край на тази жица. Отново, ако нямате крокодилски запети, оставете края на тази жица както е.
3. Закрепете цинков гвоздед на един край на третата парче жица и меден гвоздед (или монета) на другия край на него.
4. Отложете жиците за момент и подгответе лимоните. Използвайте постоянен маркер, за да отбележите един лимон като Лимоен 1 и другия като Лимоен 2. След това трябва да разхлабите мезага вътре и да освободите малко от сока в лимоните, без да чупите корката, като изтиснете лимоните леко и/или ги завъртите по маса, докато прилагате леко налягане.
5. Поставете Лимоен 1 и Лимоен 2 един до друг на маса. Намерете жицата, прикрепена към първия цинков гвоздед, и вмъкнете гвоздеда в Лимоен 1, уверете се, че гвоздедът пробива корката и е вмъкнат в мезагавата част на лимона, но не излиза от другата страна на лимона.
6. Намерете жицата, прикрепена към меден гвоздед или монета. Вмъкнете този гвоздед в Лимоен 2 (или нарязайте дълбок надрез в лимона и поставете монетата в надреза).
7. След това, вземете жицата с меден гвоздед на един край и цинков гвоздед на другия край. Вмъкнете цинковия гвоздед в Лимоен 2, приблизително 2,5 см отстранено от вече вмъкнатия меден гвоздед или монета в лимона.
8. Вмъкнете меден гвоздед/монета края на същата жица в Лимоен 1, около 2,5 см отстранено от вече вмъкнатия цинков гвоздед. 9. Свържете свободния край на жицата в Лимоен 1 към часовника, закачайки крокодилския запета върху един от батерийните терминали в часовника. Ако нямате крокодилски запети, закрепете края на жицата до терминала с електрическа лента. Завършете веригата, като прикрепите свободния край на жицата в Лимоен 2 към другия батериен терминал по същия начин. Завършването на веригата трябва да захрани часовника. Ако часовникът не работи, може да е защото връзките са слаби, краищата на жиците, свързани към часовника, са прикрепени към същите метали, или че токът от лимона е просто твърде слаб. Ако всички връзки са правилни, опитайте да заместите лимоните с картофи.

Наблюдения

Попитайте се:

• Защо мислите, че ни трябваше да използваме цинкови и медени гвоздеди?
• Защо часовникът се светва?
• Защо ни трябва да свържем Лимоен 1 и Лимоен 2 един с друг?
• Как лимоните са като батерия, когато са свързани?
• Какво е в лимона, което му позволява да провежда електричество?
• Какви други храни мислите, че биха провеждали електричество?

Какво се случва

Когато поставите цинка и мед в лимонов сок, това създава химическа реакция, която превръща химическа енергия в електрическа. Тази промяна на енергията е волтаична реакция, която превръща лимоните в волтаична батерия. Химическите реакции натрупват електроните, които се освобождават от всеки метал през медните жици и, защото металите са различни, електроните натискат по-силно в една посока. Те се движат в кръгова посока, минавайки през жиците до часовниковите терминали и обратно към лимона, създавайки електрически ток, който може да бъде достатъчно силен, за да захрани часовника. Веднъж лимонов сокът започне да изсъхне, реакцията ще се ослаби и ще трябва да смените "батерията".

Разширение на ученето

Опитайте да използвате различни цитрусови плодове, портокалов сок или газирана вода, за да видите как работят като волтаични батерии.