• niemowlęta
• Budowa Rodzina
• dzieci
• Ogólne Rodzicielstwo
• noworodki
• nastolatki
• Małe dzieci
• ciąża

Eksperymenty naukowe dla dzieci:zrób cytrynowy zegar

Nauka o elektryczności

Eksperymenty naukowe dla dzieci:zrób zegar z cytryną

Jako część pokolenia dzieci dorastających w coraz bardziej zielonym i ekologicznym świecie, rzeczy takie jak energooszczędne żarówki i samochody hybrydowe są normą dla Twojego dziecka. Stworzenie zegara zasilanego energią cytrusową to nie tylko potężny sposób na utrwalenie przekonania, że ​​wszędzie można znaleźć alternatywne źródła energii, ale także dla niej to świetny sposób, by dowiedzieć się więcej o elektryczności i materiałach przewodzących. Pamiętaj, że chociaż użycie zacisków krokodylkowych jest idealne do tego eksperymentu, możesz ich używać tylko wtedy, gdy zaciski w komorze baterii zegara są wystarczająco duże, aby można je było zapiąć. Jeśli tak nie jest, będziesz musiał użyć taśmy elektrycznej, aby przymocować końce przewodu do zacisków.

Umiejętności ćwiczone

• Metoda naukowa
• Podstawowe zrozumienie działania energii elektrycznej
• Poznawanie materiałów przewodzących

Czego potrzebujesz

• 2 duże cytryny lub inne owoce cytrusowe
• 3 przewody miedziane, każdy o długości około 1 '
• 2 miedziane pensy lub miedziane gwoździe
• 2 duże gwoździe ocynkowane galwanicznie (o długości co najmniej 2 cali)
• Zegar zasilany bateryjnie (ten, który korzysta z jednej baterii i nie ma również przewodu zasilającego)
• 2 zaciski krokodylkowe (elektryczne) lub taśma elektryczna
• Bateria AA
• Papier i ołówek
• Stały znacznik

Dowiedz się o elektryczności, elektronach i bateriach

• Ty i Twoje dziecko możecie wspólnie spojrzeć na baterię AA i zauważyć, że na jednym końcu znajduje się znak „+”, a na drugim – znak „-”. Są one znane jako zaciski dodatnie i ujemne. W celu dalszej eksploracji otwórz komorę baterii zegara i zauważ, że ona również ma dodatnie i ujemne zaciski.
• Małe cząstki elektryczności zwane elektronami mogą przemieszczać się między biegunem ujemnym i dodatnim, jeśli coś je łączy, co umożliwia przepływ tych elektronów między nimi. To połączenie jest znane jako przewodnik, a niektóre materiały, w tym cynk i miedź, są znacznie lepszymi przewodnikami niż inne materiały. Kiedy dwa różne metale są używane jako zaciski, elektrony popychają mocniej w jednym kierunku niż w drugim, tworząc prąd.
• W urządzeniach zasilanych bateryjnie sama bateria wytwarza elektrony w wyniku reakcji chemicznej zachodzącej podczas tworzenia obwodu przewodzącego przez umieszczenie baterii między dodatnim i ujemnym zaciskiem w komorze baterii. Reakcja chemiczna zachodzi tylko wtedy, gdy bateria jest na miejscu.
• Gdy materiały przewodzące zostaną umieszczone w kwaśnych roztworach i sokach (takich jak te znajdujące się w owocach cytrusowych), powoduje to również reakcję chemiczną. Ta reakcja niszczy strukturę metalu, uwalniając elektrony do roztworu.

Przeprowadź eksperyment

Stwórz hipotezę

1. Omów z dzieckiem podstawowe informacje na temat elektryczności i baterii, aby upewnić się, że ma podstawową wiedzę na temat działania baterii i przewodzenia. Pokaż dziecku materiały, które posiadasz, i powiedz jej, że zamierzasz ich użyć, aby zegar działał bez baterii.
2. Zidentyfikuj każdy z materiałów według nazwy i składu (np. miedziany gwóźdź, cynk paznokci) i poproś ją, aby przewidziała, co się stanie, jeśli połączysz ze sobą wszystkie te materiały.
3. Poproś ją, aby zrobiła podstawowy diagram tego, co jej zdaniem musisz zrobić i co się stanie. Będzie to służyć jako jej plan i hipoteza.

Jak grać

1. Bezpiecznie przymocuj jeden koniec kawałka drutu miedzianego tuż pod główką jednego z gwoździ cynkowych, owijając go wokół gwoździa. Przymocuj mały zacisk krokodylkowy do drugiego końca drutu. Jeśli nie masz zacisków krokodylkowych, pozostaw koniec drutu bez zmian.
2. Przymocuj koniec drugiego kawałka drutu miedzianego do miedzianego gwoździa, skręcając go wokół gwoździa (lub, jeśli za pomocą pensa, przymocuj go taśmą elektryczną). Przymocuj drugi zacisk krokodylkowy do drugiego końca tego drutu. Ponownie, jeśli nie masz zacisków krokodylkowych, pozostaw koniec tego drutu bez zmian.
3. Przymocuj cynkowy gwóźdź do jednego końca trzeciego kawałka drutu, a miedziany gwóźdź (lub grosz) do drugiego koniec.
4. Odłóż na chwilę przewody i przygotuj cytryny. Użyj markera permanentnego do oznaczenia jednej cytryny jako Cytryna 1, a drugiej jako Cytryna 2. Następnie musisz rozluźnić miąższ w środku i uwolnić część soku do cytryn bez łamania skórek poprzez delikatne wyciskanie cytryn i/lub ich zwijanie na stole, delikatnie naciskając.
5. Połóż Cytrynę 1 i Cytrynę 2 obok siebie na stole. Znajdź drut przymocowany do pierwszego cynkowego gwoździa i wbij gwóźdź w cytrynę 1, upewniając się, że gwóźdź przebija skórkę i jest osadzony w miąższowej części cytryny, ale nie wychodzi z drugiej strony cytryny.
6. Znajdź drut przymocowany do miedzianego gwoździa lub grosza. Wbij ten gwóźdź w cytrynę 2 (lub wytnij głęboką szczelinę w cytrynie i umieść pensa w szczelinie).
7. Następnie weź drut z miedzianym gwoździem z jednej strony i cynkowym gwoździem z drugiej koniec. Wbij cynkowy gwóźdź w cytrynę 2, około cala od miedzianego gwoździa lub pensa już osadzonego w cytrynie.
8. Włóż miedziany gwóźdź/groszowy koniec tego samego drutu do cytryny 1, około cala od już osadzony gwóźdź cynkowy. 9. Podłącz wolny koniec przewodu w Lemon 1 do zegara, przypinając zacisk krokodylkowy do jednego z zacisków baterii w zegarze. Jeśli nie masz zacisków krokodylkowych, przymocuj końcówkę przewodu do zacisku taśmą izolacyjną. Uzupełnij obwód, dołączając wolny koniec przewodu w Lemon 2 do drugiego zacisku akumulatora w ten sam sposób. Zakończenie obwodu powinno zasilać zegar. Jeśli zegar nie działa, może to oznaczać, że połączenia są luźne, końce przewodów podłączonych do zegara są przymocowane do tych samych metali lub prąd płynący z cytryny jest po prostu za słaby. Jeśli wszystkie połączenia są prawidłowe, spróbuj zastąpić cytryny ziemniakami.

Obserwacje

Zadaj sobie pytanie:

• Jak myślisz, dlaczego musieliśmy użyć gwoździ cynkowych i miedzianych?
• Dlaczego zegar się świeci?
• Dlaczego musimy połączyć Lemon 1 i Lemon 2 ze sobą?
• Jak cytryny są jak bateria, gdy są dołączone?
• Co takiego jest w cytrynie, co pozwala jej przewodzić prąd?
• Jakie inne pokarmy Twoim zdaniem przewodzą prąd?

Co się dzieje

Kiedy dodajesz cynk i miedź do soku z cytryny, powstaje reakcja chemiczna, która zmienia energię chemiczną w energię elektryczną. Ta zmiana energii jest reakcją woltaiczną, która zamienia cytryny w baterię woltaiczną. Reakcje chemiczne przepychają elektrony uwalniane z każdego metalu przez miedziany drut, a ponieważ metale są różne, elektrony pchają mocniej w jednym kierunku. Poruszają się po okręgu, przechodząc przez przewody do zacisków zegara iz powrotem do cytryny, wytwarzając prąd elektryczny, który może być wystarczająco silny, aby zasilić zegar. Gdy sok z cytryny zacznie wysychać, reakcja zmniejszy się i będziesz musiał wymienić „baterię”.

Przedłuż naukę

Spróbuj użyć różnych owoców cytrusowych, soku pomarańczowego lub sody, aby zobaczyć, jak działają jako baterie galwaniczne.