Πειράματα Επιστήμης για Παιδιά: Φτιάξτε ένα Ρολόι Λεμονιού

Μάθηση για την Ηλεκτρι cidade

Πειράματα Επιστήμης για Παιδιά: Φτιάξτε ένα Ρολόι Λεμονιού

Ως μέρος μιας γενιάς παιδιών που μεγαλώνουν σε έναν όλο και πιο πράσινο και οικοσυνειδητό κόσμο, πράγματα όπως λαμπτήρες χαμηλής ενέργειας και υβριδικά αυτοκίνητα είναι η κανονικότητα για το παιδί σας. Το να φτιάξετε ένα ρολόι που τρέχει με δύναμη κιτρίνων δεν είναι μόνο ένας ισχυρός τρόπος να ενισχύσετε την ιδέα ότι υπάρχουν εναλλακτικές πηγές ενέργειας παντού, αλλά είναι επίσης ένας εξαιρετικός τρόπος για την να μάθει περισσότερα για την ηλεκτρι cidades και τα αγωγικά υλικά. Σημειώστε ότι αν και η χρήση αγκιστρών alligator είναι ιδανική για αυτό το πείραμα, μπορείτε να τις χρησιμοποιήσετε μόνο αν οι ακροδεκτές στο ντουλαπάκι της μπαταρίας του ρολογιού είναι αρκετά μεγάλοι για να κληθούν. Αν δεν είναι, θα χρειαστείτε ηλεκτρική ταινία για να ασφαλίσετε τα τέλη των καλωδίων στους ακροδεκτές.

Δεξιότητες που ασκούνται

  • Επιστημονική μέθοδος
  • Βασική κατανόηση του πώς λειτουργεί η ηλεκτρι cities
  • Εξερεύνηση αγωγικών υλικών

Τι Χρειάζεστε

  • 2 μεγάλα λεμόνια ή άλλα κίτρινα φρούτα
  • 3 καλώδια χαλκού, περίπου 30 εκ. μήκους κάθε ένα
  • 2 χαλκού νόμισματα ή χαλκά νύχια
  • 2 μεγάλα γαλβανισμένα νύχια τσιγκίου (τουλάχιστον 5 εκ. μήκους)
  • Ρολόι με μπαταρία (ένα που χρησιμοποιεί μία μπαταρία, και δεν έχει καλώδιο ρεύματος)
  • 2 αγκίστρα alligator (ηλεκτρικά) ή ηλεκτρική ταινία
  • Μπαταρία AA
  • Χαρτί και μολύβι
  • Μόνιμο marker

Μάθετε για την Ηλεκτρι cities, Ηλεκτρόνια, και Μπαταρίες

  • Μπορείτε να κοιτάξετε μαζί την μπαταρία AA για να παρατηρήσετε ότι το έναEnde έχει πρόσημο «+», και το άλλοEnde έχει πρόσημο «-». Αυτά ονομάζονται θετικοί και αρνητικοί ακροδέκτες. Για περαιτέρω εξερεύνηση, ανοίξτε το ντουλαπάκι της μπαταρίας του ρολογιού και παρατηρήστε ότι αυτό, επίσης, έχει θετικούς και αρνητικούς ακροδέκτες.
  • Μικροσκοπικά μόρια ηλεκτρι cities γνωστά ως ηλεκτρόνια μπορούν να ταξιδέψουν μεταξύ ενός αρνητικού και θετικού ακροδέκτη, αν υπάρχει κάτι που τα συνδέει και επιτρέπει σε αυτά τα ηλεκτρόνια να ρέουν μεταξύ τους. Αυτή η σύνδεση ονομάζεται αγωγός, και κάποια υλικά, συμπεριλαμβανομένου του τσιγκίου και του χαλκού, είναι πολύ καλύτεροι αγωγοί από άλλα υλικά. Όταν χρησιμοποιούνται δύο διαφορετικά μέταλλα ως ακροδέκτες, τα ηλεκτρόνια ωθούν πιο δυνατά προς μια κατεύθυνση από την άλλη, δημιουργώντας ρεύμα.
  • Σε συσκευές με μπαταρία, η ίδια η μπαταρία παράγει ηλεκτρόνια μέσω χημικής αντίδρασης που συμβαίνει όταν δημιουργείται ένα αγωγικό κύκλωμα βάζοντας τη μπαταρία μεταξύ των θετικών και αρνητικών ακροδεκτών σε ένα ντουλαπάκι μπαταρίας. Η χημική αντίδραση συμβαίνει μόνο όταν η μπαταρία είναι στη θέση της.
  • Όταν αγωγικά υλικά τοποθετούνται σε οξέα διαλύματα και χυμούς (όπως αυτοί που βρίσκονται στα κίτρινα φρούτα), δημιουργείται επίσης χημική αντίδραση. Αυτή η αντίδραση σπάει τη δομή του μέταλλου, απελευθερώνοντας ηλεκτρόνια στο διάλυμα.

Εκτελέστε το Πείραμα

Δημιουργήστε μια Υπόθεση

1. Περάστε από τις βασικές πληροφορίες για την ηλεκτρι cities και τις μπαταρίες εδώ μαζί με το παιδί σας για να βεβαιωθείτε ότι έχει βασική κατανόηση του πώς λειτουργούν οι μπαταρίες και η αγωγιμότητα. Δείξτε στο παιδί σας τα υλικά που έχετε, και πείτε της ότι θα τα χρησιμοποιήσετε για να κάνετε το ρολόι να λειτουργήσει χωρίς μπαταρία.
2. Προσδιορίστε κάθε υλικό με όνομα και σύνθεση (π.χ., χαλκού νύχι, νύχι τσιγκίου), και ρωτήστε την να προβλέψει τι θα συμβεί αν συνδέσετε όλα αυτά τα υλικά μαζί.
3. Να κάνει ένα βασικό σχήμα του τι νομίζει ότι πρέπει να κάνετε και τι θα συμβεί. Αυτό θα χρησιμεύσει ως το σχέδιό της και η υπόθεσή της.

Πώς να Παίξετε

1. Ασφαλίστε σταθερά το έναEnde ενός κομματιού καλώδιου χαλκού ακριβώς κάτω από την κεφαλή ενός από τα νύχια τσιγκίου τυλίγοντάς το γύρω από το νύχι. Προσαρμόστε ένα μικρό αγκίστρο alligator στο άλλοEnde του καλώδιου. Αν δεν έχετε αγκίστρα alligator, αφήστε τοEnde του καλώδιου ως είναι.
2. Προσαρμόστε τοEnde ενός δεύτερου κομματιού καλώδιου χαλκού σε ένα χαλκού νύχι στρίβοντας το γύρω από το νύχι (ή, αν χρησιμοποιείτε νόμισμα, κολλήστε το με ηλεκτρική ταινία). Προσαρμόστε το άλλο αγκίστρο alligator στο άλλοEnde αυτού του καλώδιου. Πάλι, αν δεν έχετε αγκίστρα alligator, αφήστε τοEnde αυτού του καλώδιου ως είναι.
3. Ασφαλίστε ένα νύχι τσιγκίου στο έναEnde του τρίτου καλώδιου και ένα χαλκού νύχι (ή νόμισμα) στο άλλοEnde του.
4. Αφήστε την καλώδωση λίγο στην άκρη, και προετοιμάστε τα λεμόνια. Χρησιμοποιήστε ένα μόνιμο marker για να επισημάνετε ένα λεμόνι ως Λεμόνι 1 και το άλλο ως Λεμόνι 2. Επόμενο βήμα, χρειάζεται να χαλαρώσετε την σάρκα μέσα και να απελευθερώσετε λίγο χυμό στα λεμόνια χωρίς να σπάσετε τις φλούδες, σπιθίζοντας τα λεμόνια απαλά, και/ή κυλίζοντάς τα σε ένα τραπέζι εφαρμόζοντας απαλή πίεση.
5. Τοποθετήστε το Λεμόνι 1 και το Λεμόνι 2 δίπλα-δίπλα σε ένα τραπέζι. Εντοπίστε το καλώδιο που είναι προσαρμοσμένο στο πρώτο νύχι τσιγκίου, και ροφήστε το νύχι στο Λεμόνι 1, βεβαιωθείτε ότι το νύχι διείσδυει τη φλούδα και είναι ενσωματωμένο στη σαρκώδης μέρος του λεμονιού αλλά δεν βγαίνει από την άλλη πλευρά.
6. Εντοπίστε το καλώδιο που είναι προσαρμοσμένο στο χαλκού νύχι ή νόμισμα. Οδηγήστε αυτό το νύχι στο Λεμόνι 2 (ή κόψτε ένα βαθύ σχίσμα στο λεμόνι, και τοποθετήστε το νόμισμα στο σχίσμα).
7. Επόμενο, πάρτε το καλώδιο με χαλκού νύχι στην μια άκρη και νύχι τσιγκίου στην άλλη. Οδηγήστε το νύχι τσιγκίου στο Λεμόνι 2, περίπου ένα ίντσα μακριά από το χαλκού νύχι ή νόμισμα που ήδη είναι ενσωματωμένο στο λεμόνι.
8. Εισάγετε τοEnde χαλκού νύχι/νόμισμα του ίδιου καλώδιου στο Λεμόνι 1, περίπου ένα ίντσα μακριά από το ήδη ενσωματωμένο νύχι τσιγκίου. 9. Συνδέστε το ελεύθεροEnde του καλώδιου στο Λεμόνι 1 στο ρολόι κολλώντας το αγκίστρο alligator σε έναν από τους ακροδέκτες της μπαταρίας στο ρολόι. Αν δεν έχετε αγκίστρα alligator, προσαρμόστε τοEnde του καλώδιου στον ακροδέκτη με ηλεκτρική ταινία. Ολοκληρώστε το κύκλωμα προσαρμόζοντας το ελεύθεροEnde του καλώδιου στο Λεμόνι 2 στον άλλο ακροδέκτη μπαταρίας με τον ίδιο τρόπο. Η ολοκλήρωση του κυκλώματος πρέπει να τροφοδοτήσει το ρολόι. Αν το ρολόι δεν τρέχει, μπορεί να είναι ότι οι συνδέσεις είναι χαλαρές, ταEnde των καλώδιων συνδεδεμένα στο ρολόι είναι προσαρμοσμένα στα ίδια μέταλλα, ή ότι το ρεύμα από το λεμόνι είναι απλώς πολύ ασθενές. Αν όλες οι συνδέσεις είναι σωστές, δοκιμάστε να αντικαταστήσετε πατάτες για λεμόνια.

Παρατηρήσεις

Ρωτήστε τον Εαυτό σας:

  • Γιατί νομίζετε ότι χρειαζόμασταν νύχια τσιγκίου και χαλκού;
  • Γιατί το ρολόι ανάβει;
  • Γιατί χρειαζόμασταν να συνδέσουμε το Λεμόνι 1 και το Λεμόνι 2 μεταξύ τους;
  • Πώς τα λεμόνια μοιάζουν με μπαταρία όταν είναι συνδεδεμένα;
  • Τι είναι αυτό στο λεμόνι που του επιτρέπει να αγωγεί ηλεκτρι cities;
  • Ποια άλλα φαγητά νομίζετε ότι θα αγωγούσαν ηλεκτρι cities;

Τι Συμβαίνει

Όταν βάζετε το τσιγκίο και τον χαλκό στο χυμό λεμονιού, δημιουργείται χημική αντίδραση που μετατρέπει τη χημική ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια. Αυτή η αλλαγή ενέργειας είναι μια βολταϊκή αντίδραση, η οποία μετατρέπει τα λεμόνια σε βολταϊκή μπαταρία. Οι χημικές αντιδράσεις ωθούν τα ηλεκτρόνια που απελευθερώνονται από κάθε μέταλλο μέσω του καλώδιου χαλκού και, επειδή τα μέταλλα είναι διαφορετικά, τα ηλεκτρόνια ωθούν πιο δυνατά προς μια κατεύθυνση. Κινούνται κυκλικά, πηγαίνοντας μέσω των καλώδιων στους ακροδέκτες του ρολογιού και πίσω στο λεμόνι, δημιουργώντας ένα ηλεκτρικό ρεύμα που μπορεί να είναι αρκετά ισχυρό για να τροφοδοτήσει το ρολόι. Μόλις ο χυμός λεμονιού ξεκινήσει να στεγνώσει, η αντίδραση θα ελαττωθεί, και θα χρειαστεί να αλλάξετε τη «μπαταρία».

Επέκταση της Μάθησης

Δοκιμάστε να χρησιμοποιήσετε διαφορετικά κίτρινα φρούτα, χυμό πορτοκάλι, ή αναψυκτικό για να δείτε πώς δουλεύουν ως βολταϊκές μπαταρίες.

Previous:

Next: