Vědecké experimenty pro děti: Vyrob si citronové hodiny

Učení o elektřině

Vědecké experimenty pro děti: Vyrob si citronové hodiny

Jako součást generace dětí rostoucích v stále zelenější a ekologicky vědomější světě jsou věci jako úsporné žárovky a hybridní auta normou pro vaše dítě. Výroba hodin, které běží na citrusoVÉ síle, není jen silný způsob, jak posílit myšlenku, že existují alternativní zdroje energie všude kolem nás, ale je to také skvělý způsob, jak se může naučit více o elektřině a vodivých materiálech. Všimněte si, že i když je použití krokodýlích spinek ideální pro tento experiment, můžete je použít pouze tehdy, pokud jsou svorky v bateriovém kompartimentu hodin dostatečně velké k připevnění. Pokud nejsou, budete muset použít izolační pásku k zabezpečení konců drátů k svorkám.

Cvičební dovednosti

  • Vědecká metoda
  • Základní porozumění tomu, jak elektřina funguje
  • Prozkoumání vodivých materiálů

Co potřebujete

  • 2 velké citrony nebo jiné citrusové plody
  • 3 měděné dráty, přibližně 30 cm dlouhé každý
  • 2 měďené mince nebo měďené hřebíky
  • 2 velké ociněné zinkové hřebíky (alespoň 5 cm dlouhé)
  • Bateriové hodiny (takové, které používají jednu baterii a nemají zároveň síťový kabel)
  • 2 krokodýlí (elektrické) spinky nebo izolační páska
  • AA baterie
  • Papír a tužka
  • Trvalý fix

Naučte se o elektřině, elektronech a bateriích

  • Vy a vaše dítě se můžete podívat na AA baterii společně a všimnout si, že jeden konec má „+“ znaménko a druhý konec „-“ znaménko. Tyto jsou známé jako kladná a záporná svorka. Pro další prozkoumání otevřete bateriový kompartiment hodin a všimněte si, že má také kladnou a zápornou svorku.
  • Malé částice elektřiny známé jako elektrony mohou cestovat mezi zápornou a kladnou svorkou, pokud je něco, co je spojuje a umožňuje těm elektronům proudit mezi nimi. To spojení je známo jako vodič, a některé materiály, včetně zinku a mědi, jsou mnohem lepší vodiče než jiné materiály. Když jsou použity dva různé kovy jako svorky, elektrony tlačí tvrději v jednom směru než v druhém, čímž vytvářejí proud.
  • V bateriových zařízeních sama baterie vytváří elektrony chemickou reakcí, která nastane, když je vytvořen vodivý obvod vložením baterie mezi kladnou a zápornou svorku v bateriovém kompartimentu. Chemická reakce probíhá pouze tehdy, když je baterie na místě.
  • Když jsou vodivé materiály umístěny do kyselých roztoků a šťáv (jako ty v citrusových plodech), to také vytváří chemickou reakci. Ta reakce rozpadá strukturu kovu, uvolňující elektrony do roztoku.

Proveďte svůj experiment

Vytvořte hypotézu

1. Projděte si s dítětem informační základy o elektřině a bateriích zde, abyste se ujistili, že má základní porozumění tomu, jak baterie a vodivost fungují. Ukažte dítěti materiály, které máte, a řekněte jí, že je budete použít k tomu, aby hodiny fungovaly bez baterie.
2. Identifikujte každý z materiálů jménem a složením (tj. měďený hřebík, zinkový hřebík) a zeptejte se ji, co se stane, pokud spojíte všechny tyto materiály dohromady.
3. Nechte ji vytvořit základní diagram toho, co myslí, že je potřeba udělat a co se stane. To bude sloužit jako její plán a hypotéza.

Jak hrát

1. Pevně připevněte jeden konec kousku měďeného drátu těsno pod hlavou jednoho z zinkových hřebíků jeho obmotáním kolem hřebíku. Připevněte malou krokodýlí spinku na druhý konec drátu. Pokud nemáte krokodýlí spinky, nechte konec drátu tak, jak je.
2. Připevněte konec druhého kousku měďeného drátu k měďenému hřebíku jeho zakroucením kolem hřebíku (nebo, pokud používáte minuci, připevněte ho izolační páskou). Připevněte druhou krokodýlí spinku na druhý konec tohoto drátu. Opět, pokud nemáte krokodýlí spinky, nechte konec tohoto drátu tak, jak je.
3. Zabezpečte zinkový hřebík na jednom konci třetího drátu a měďený hřebík (nebo minci) na druhém konci.
4. Odložte drátování na chvíli a připravte citrony. Použijte trvalý fix k označení jednoho citronu jako Citrón 1 a druhého jako Citrón 2. Dále potřebujete uvolnit sliz uvnitř a uvolnit trochu šťávy do citronů bez prasknutí slupky jemným stlačením citronů a/nebo jejich valiváním po stole při jemném tlaku.
5. Umístěte Citrón 1 a Citrón 2 vedle sebe na stůl. Najděte drát připojený k prvnímu zinkovému hřebíku a nabodněte hřebík do Citrónu 1, ujistěte se, že hřebík probojuje slupku a je zapnutý do sliznaté části citronu, ale nevyleze z druhé strany citronu.
6. Najděte drát připojený k měďenému hřebíku nebo minci. Zabodněte ten hřebík do Citrónu 2 (nebo nakrájejte hluboký prořez v citronu a vložte minuci do prořezu).
7. Dále vezměte drát s měďeným hřebíkem na jednom konci a zinkovým hřebíkem na druhém konci. Zabodněte zinkový hřebík do Citrónu 2, přibližně palec od již vloženého měďeného hřebíku nebo mince v citronu.
8. Vložte měďený hřebík/minci konce stejného drátu do Citrónu 1, asi palec od již vloženého zinkového hřebíku. 9. Spojte volný konec drátu v Citronu 1 s hodinami připevněním krokodýlí spinky na jednu z bateriových svorek v hodinách. Pokud nemáte krokodýlí spinky, připevněte konec drátu k svorce izolační páskou. Dokončete obvod připevněním volného konce drátu v Citronu 2 k druhé bateriové svorce stejným způsobem. Dokončení obvodu by mělo zapnout hodiny. Pokud hodiny neběhají, může to být tím, že spojení jsou volná, konce drátů připojené k hodinám jsou připojeny ke stejným kovům, nebo že proud z citronu je příliš slabý. Pokud jsou všechna spojení správná, zkuste nahradit citrony brambory.

Pozorování

Zeptejte se:

  • Proč myslíte, že jsme museli použít zinkové a měďené hřebíky?
  • Proč hodiny svítí?
  • Proč potřebujeme spojit Citrón 1 a Citrón 2 dohromady?
  • Jak jsou citrony jako baterie, když jsou spojeny?
  • Co je na citronu, co mu umožňuje vodit elektřinu?
  • Jaké další potraviny myslíte, že by vodily elektřinu?

Co se děje

Když vložíte zinek a měď do citronové šťávy, dojde k chemické reakci, která mění chemickou energii na elektrickou. Tato změna energie je voltová reakce, která mění citrony v voltovou baterii. Chemické reakce tlačí elektrony, které jsou uvolňovány z každého kovu, přes měďený drát a, protože kovy jsou různé, elektrony tlačí tvrději v jednom směru. Pohybují se kruhovým směrem, procházejí dráty k hodinovým svorkám a zpět do citronu, vytvářejí elektrický proud, který může být dostatečně silný k napájení hodin. Jakmile citronová šťáva začne vysychat, reakce oslabne a budete muset vyměnit „baterii“.

Rozšiřte učení

Zkuste použít různé citrusové plody, pomerančový džus nebo sodovku, abyste viděli, jak fungují jako voltové baterie.

Previous:

Next: