Experimentos Científicos para Niños: Hacer un Reloj de Limón

Aprendiendo Sobre Electricidad

Experimentos Científicos para Niños: Hacer un Reloj de Limón

Como parte de una generación de niños que crecen en un mundo cada vez más verde y eco-consciente, cosas como bombillas de bajo consumo e coches híbridos son la norma para su hijo. Hacer un reloj que funcione con energía cítrica no solo es una forma poderosa de reforzar la idea de que hay fuentes de energía alternativas por todas partes, sino que también es una excelente manera para que aprenda más sobre electricidad y materiales conductores. Tenga en cuenta que, aunque usar pinzas de cocodrilo es ideal para este experimento, solo puede usarlas si los terminales en el compartimento de la pila del reloj son lo suficientemente grandes para engancharse. Si no lo son, necesitará usar cinta aislante para asegurar los extremos del cable a los terminales.

Habilidades que se Practican

  • Método científico
  • Comprensión básica de cómo funciona la electricidad
  • Exploración de materiales conductores

Qué Necesita

  • 2 limones grandes u otras frutas cítricas
  • 3 cables de cobre, aproximadamente 30 cm cada uno
  • 2 monedas de cobre o clavos de cobre
  • 2 clavos grandes de zinc galvanizado (al menos 5 cm de largo)
  • Reloj a pilas (uno que use una sola pila y no tenga también cable de enchufe)
  • 2 pinzas de cocodrilo (eléctricas) o cinta aislante
  • Pila AA
  • Papel y lápiz
  • Rotulador permanente

Aprenda sobre Electricidad, Electrones y Pilas

  • Usted y su hijo pueden mirar la pila AA juntos para notar que un extremo tiene un signo "+" y el otro un signo "-". Estos se conocen como terminales positivo y negativo. Para una exploración más profunda, abra el compartimento de pilas del reloj y observe que también tiene terminales positivo y negativo.
  • Pequeñas partículas de electricidad conocidas como electrones pueden viajar entre un terminal negativo y positivo, si hay algo que los conecte y permita que esos electrones fluyan entre ellos. Esa conexión se conoce como conductor, y algunos materiales, incluyendo zinc y cobre, son conductores mucho mejores que otros materiales. Cuando se usan dos metales diferentes como terminales, los electrones empujan más fuerte en una dirección que en la otra, creando una corriente.
  • En dispositivos a pilas, la propia pila hace electrones a través de una reacción química que ocurre cuando se crea un circuito conductor al poner la pila entre los terminales positivo y negativo en un compartimento de pilas. La reacción química solo tiene lugar cuando la pila está en su lugar.
  • Cuando materiales conductores se colocan en soluciones y jugos ácidos (como los que se encuentran en frutas cítricas), también crea una reacción química. Esa reacción descompone la estructura del metal, liberando electrones en la solución.

Realice Su Experimento

Cree una Hipótesis

1. Repase la información de fondo sobre electricidad y pilas aquí con su hijo para asegurarse de que tiene una comprensión básica de cómo funcionan las pilas y la conducción. Muestre a su hijo los materiales que tiene, y dígale que va a usarlos para hacer funcionar el reloj sin una pila.
2. Identifique cada uno de los materiales por nombre y composición (es decir, un clavo de cobre, un clavo de zinc), y pídale que prediga qué pasará si conecta todos estos materiales juntos.
3. Haga que haga un diagrama básico de lo que cree que necesita hacer y qué pasará. Esto servirá como su plan e hipótesis.

Cómo Proceder

1. Asegure firmemente un extremo de un trozo de cable de cobre justo debajo de la cabeza de uno de los clavos de zinc enrollándolo alrededor del clavo. Sujete una pequeña pinza de cocodrilo al otro extremo del cable. Si no tiene pinzas de cocodrilo, deje el extremo del cable como está.
2. Sujete el extremo de un segundo trozo de cable de cobre a un clavo de cobre torciéndolo alrededor del clavo (o, si usa una moneda, sujételo con cinta aislante). Sujete la otra pinza de cocodrilo al otro extremo de este cable. De nuevo, si no tiene pinzas de cocodrilo, deje el extremo de este cable como está.
3. Asegure un clavo de zinc a un extremo del tercer trozo de cable y un clavo de cobre (o moneda) al otro extremo.
4. Deje el cableado a un lado por un momento, y prepare los limones. Use un rotulador permanente para etiquetar un limón como Limón 1 y el otro como Limón 2. Luego necesita aflojar la pulpa interior y liberar algo de jugo en los limones sin romper las cáscaras, exprimiendo los limones suavemente y/o rodándolos sobre una mesa mientras aplica presión suave.
5. Coloque el Limón 1 y el Limón 2 uno al lado del otro en una mesa. Localice el cable unido al primer clavo de zinc, y clave el clavo en el Limón 1, asegurándose de que el clavo perfore la cáscara y quede incrustado en la parte pulposa del limón pero no salga por el otro lado.
6. Localice el cable unido al clavo de cobre o moneda. Clave ese clavo en el Limón 2 (o haga un corte profundo en el limón y coloque la moneda en la ranura).
7. Luego, tome el cable con un clavo de cobre en un extremo y el clavo de zinc en el otro. Clave el clavo de zinc en el Limón 2, aproximadamente a 2,5 cm del clavo de cobre o moneda ya incrustado en el limón.
8. Inserte el extremo del clavo de cobre/moneda del mismo cable en el Limón 1, a unos 2,5 cm del clavo de zinc ya incrustado.
9. Conecte el extremo libre del cable en el Limón 1 al reloj sujetando la pinza de cocodrilo en uno de los terminales de la pila en el reloj. Si no tiene pinzas de cocodrilo, sujete el extremo del cable al terminal con cinta aislante. Complete el circuito conectando el extremo libre del cable en el Limón 2 al otro terminal de la pila de la misma manera. Completar el circuito debería alimentar el reloj. Si el reloj no funciona, puede ser que las conexiones estén flojas, los extremos de los cables conectados al reloj estén unidos a los mismos metales, o que la corriente del limón sea demasiado débil. Si todas las conexiones están bien, intente sustituir los limones por patatas.

Observaciones

Pregúntese:

  • ¿Por qué cree que necesitábamos usar clavos de zinc y cobre?
  • ¿Por qué se enciende el reloj?
  • ¿Por qué necesitamos conectar el Limón 1 y el Limón 2 entre sí?
  • ¿Cómo son los limones como una pila cuando están conectados?
  • ¿Qué es lo del limón que le permite conducir electricidad?
  • ¿Qué otros alimentos cree que conducirían electricidad?

Qué Está Pasando

Cuando pone el zinc y el cobre en el jugo de limón, se crea una reacción química que cambia la energía química en energía eléctrica. Este cambio de energía es una reacción voltaica, que convierte los limones en una pila voltaica. Las reacciones químicas empujan los electrones que se liberan de cada metal a través del cable de cobre y, como los metales son diferentes, los electrones empujan más fuerte en una dirección. Se mueven en dirección circular, yendo a través de los cables a los terminales del reloj y de vuelta al limón, creando una corriente eléctrica que puede ser lo suficientemente potente para alimentar el reloj. Una vez que el jugo de limón comienza a secarse, la reacción disminuirá, y necesitará cambiar la "pila".

Extienda el Aprendizaje

Pruebe usando diferentes frutas cítricas, jugo de naranja o refresco para ver cómo funcionan como pilas voltaicas.

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