Esperimenti scientifici per bambini:crea un orologio al limone

Informazioni sull'elettricità

Esperimenti scientifici per bambini:crea un orologio a forma di limone

Come parte di una generazione di bambini che cresce in un mondo sempre più verde ed eco-consapevole, cose come lampadine a basso consumo energetico e auto ibride sono la norma per tuo figlio. Realizzare un orologio che funziona con l'alimentazione degli agrumi non è solo un modo efficace per rafforzare l'idea che ci sono fonti di energia alternative che si trovano ovunque, ma è anche un ottimo modo per lei per saperne di più sull'elettricità e sui materiali conduttivi. Nota che, sebbene l'uso di clip a coccodrillo sia l'ideale per questo esperimento, puoi usarle solo se i terminali nel vano batteria dell'orologio sono abbastanza grandi da poter essere agganciati. In caso contrario, sarà necessario utilizzare del nastro isolante per fissare le estremità del filo ai terminali.

Abilità praticate

  • Metodo scientifico
  • Comprensione di base di come funziona l'elettricità
  • Esplorazione di materiali conduttivi

Di cosa hai bisogno

  • 2 grandi limoni o altri agrumi
  • 3 fili di rame, lunghi circa 1' ciascuno
  • 2 penny di rame o chiodi di rame
  • 2 grandi chiodi in zinco zincato (almeno 2" di lunghezza)
  • Orologio alimentato a batteria (uno che utilizza una singola batteria e non dispone anche di un cavo di presa)
  • 2 clip a coccodrillo (elettriche) o nastro isolante
  • Batteria AA
  • Carta e matita
  • Segnalino permanente

Ulteriori informazioni su elettricità, elettroni e batterie

  • Tu e tuo figlio potete guardare insieme la batteria AA per notare che un'estremità ha un segno "+" e l'altra estremità ha un segno "-". Questi sono conosciuti come terminali positivi e negativi. Per ulteriori esplorazioni, apri il vano batteria dell'orologio e nota che anche quest'ultimo ha terminali positivi e negativi.
  • Piccole particelle di elettricità note come elettroni possono viaggiare tra un terminale negativo e positivo, se c'è qualcosa che le collega che consente a quegli elettroni di fluire tra di loro. Quella connessione è nota come conduttore e alcuni materiali, inclusi zinco e rame, sono conduttori molto migliori di altri materiali. Quando due metalli diversi vengono utilizzati come terminali, gli elettroni spingono più forte in una direzione rispetto all'altra, creando una corrente.
  • Nei dispositivi alimentati a batteria, la batteria stessa produce elettroni attraverso una reazione chimica che si verifica quando viene creato un circuito conduttivo inserendo la batteria tra i terminali positivo e negativo in un vano batteria. La reazione chimica avviene solo quando la batteria è inserita.
  • Quando i materiali conduttivi vengono posti in soluzioni e succhi acidi (come quelli che si trovano negli agrumi), si crea anche una reazione chimica. Quella reazione scompone la struttura del metallo, rilasciando elettroni nella soluzione.

Conduci il tuo esperimento

Crea un'ipotesi

1. Esamina le informazioni di base sull'elettricità e le batterie qui con tuo figlio per assicurarti che abbia una conoscenza di base di come funzionano le batterie e la conduzione. Mostra a tua figlia i materiali che hai e dille che li utilizzerai per far funzionare l'orologio senza batteria.
2. Identifica ciascuno dei materiali per nome e composizione (ad es. un chiodo di rame, uno zinco nail) e chiedile di prevedere cosa accadrà se colleghi tutti questi materiali insieme.
3. Invitale a fare un diagramma di base di ciò che pensa tu debba fare e cosa accadrà. Questo servirà come suo piano e ipotesi.

Come si gioca

1. Fissare saldamente un'estremità di un pezzo di filo di rame appena sotto la testa di uno dei chiodi di zinco avvolgendolo attorno al chiodo. Attacca una piccola clip a coccodrillo all'altra estremità del filo. Se non hai clip a coccodrillo, lascia l'estremità del filo così com'è.
2. Attacca l'estremità di un secondo pezzo di filo di rame a un chiodo di rame attorcigliandolo attorno al chiodo (o, se lo sei usando un penny, attaccalo con del nastro isolante). Attacca l'altra clip a coccodrillo all'altra estremità di questo filo. Anche in questo caso, se non si dispone di clip a coccodrillo, lasciare l'estremità di questo filo così com'è.
3. Fissare un chiodo di zinco a un'estremità del terzo pezzo di filo e un chiodo di rame (o penny) all'altra fine di esso.
4. Mettere da parte il cablaggio per un momento e preparare i limoni. Usa un pennarello indelebile per etichettare un limone come Limone 1 e l'altro come Limone 2. Successivamente è necessario allentare la polpa all'interno e rilasciare parte del succo nei limoni senza rompere le bucce, spremendo delicatamente i limoni e/o arrotolandoli su un tavolo esercitando una leggera pressione.
5. Posizionare il limone 1 e il limone 2 uno accanto all'altro su un tavolo. Individua il filo attaccato al primo chiodo di zinco e inserisci il chiodo nel limone 1, assicurandoti che l'unghia fori la buccia e sia incorporata nella parte polposa del limone ma non fuoriesca dall'altro lato del limone.
6. Individuare il filo attaccato al chiodo di rame o al penny. Inserisci quel chiodo in Lemon 2 (o fai una fessura profonda nel limone e metti il ​​penny nella fessura).
7. Quindi, prendi il filo con un chiodo di rame a un'estremità e il chiodo di zinco all'altra fine. Guida il chiodo di zinco nel limone 2, a circa un pollice di distanza dal chiodo di rame o dal penny già incorporato nel limone.
8. Inserisci il chiodo di rame/l'estremità del penny dello stesso filo nel limone 1, a circa un pollice di distanza da il chiodo di zinco già incorporato. 9. Collegare l'estremità libera del filo in Lemon 1 all'orologio agganciando la clip a coccodrillo su uno dei terminali della batteria nell'orologio. Se non si dispone di clip a coccodrillo, fissare l'estremità del filo al terminale con del nastro isolante. Completare il circuito collegando allo stesso modo l'estremità libera del filo in Lemon 2 all'altro terminale della batteria. Il completamento del circuito dovrebbe alimentare l'orologio. Se l'orologio non funziona, è possibile che i collegamenti siano allentati, le estremità dei cavi collegati all'orologio siano attaccate agli stessi metalli o che la corrente del limone sia troppo debole. Se tutte le connessioni sono corrette, prova a sostituire le patate con i limoni.

Osservazioni

Chiediti:

  • Perché pensi che dovessimo usare chiodi in zinco e rame?
  • Perché l'orologio si accende?
  • Perché dobbiamo collegare Lemon 1 e Lemon 2 tra loro?
  • In che modo i limoni sono come una batteria quando sono attaccati?
  • Che cos'è il limone che gli permette di condurre l'elettricità?
  • Quali altri alimenti secondo te condurrebbero elettricità?

Cosa sta succedendo

Quando metti lo zinco e il rame nel succo di limone, crea una reazione chimica che trasforma l'energia chimica in energia elettrica. Questo cambiamento di energia è una reazione voltaica, che trasforma i limoni in una batteria voltaica. Le reazioni chimiche spingono gli elettroni che vengono rilasciati da ciascun metallo attraverso il filo di rame e, poiché i metalli sono diversi, gli elettroni spingono più forte in una direzione. Si muovono in una direzione circolare, passando attraverso i fili ai terminali dell'orologio e di nuovo al limone, creando una corrente elettrica che potrebbe essere abbastanza potente da alimentare l'orologio. Una volta che il succo di limone inizia ad asciugarsi, la reazione diminuirà e dovrai cambiare la "batteria".

Estendi l'apprendimento

Prova a utilizzare diversi agrumi, succo d'arancia o bibite gassate per vedere come funzionano come batterie voltaiche.


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