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Experimentos Científicos para Crianças: Faça um Relógio de Limão

Aprendendo Sobre Eletricidade

Experimentos Científicos para Crianças: Faça um Relógio de Limão

Como parte de uma geração de crianças crescendo em um mundo cada vez mais verde e ecoconsciente, coisas como lâmpadas de baixo consumo e carros híbridos são a norma para seu filho. Fazer um relógio que funciona com energia cítrica não é apenas uma forma poderosa de reforçar a ideia de que existem fontes alternativas de energia em todo lugar, mas também é uma ótima maneira para ela aprender mais sobre eletricidade e materiais condutores. Note que, embora o uso de garras jacaré seja ideal para este experimento, você só pode usá-las se os terminais no compartimento de bateria do relógio forem grandes o suficiente para prender. Se não forem, você precisará usar fita isolante para fixar as pontas do fio aos terminais.

Habilidades Praticadas

• Método científico
• Compreensão básica de como a eletricidade funciona
• Exploração de materiais condutores

O Que Você Precisa

• 2 limões grandes ou outras frutas cítricas
• 3 fios de cobre, aproximadamente 30 cm cada
• 2 moedas de cobre ou pregos de cobre
• 2 pregos grandes de zinco galvanizado (pelo menos 5 cm)
• Relógio movido a bateria (que usa uma única bateria e não tem fio de tomada)
• 2 garras jacaré (elétricas) ou fita isolante
• Pilha AA
• Papel e lápis
• Marcador permanente

Aprenda sobre Eletricidade, Elétrons e Baterias

• Você e seu filho podem olhar a pilha AA juntos para notar que uma ponta tem um sinal "+" e a outra tem um sinal "-" . Estes são conhecidos como terminais positivo e negativo. Para exploração adicional, abra o compartimento de bateria do relógio e note que ele também tem terminais positivo e negativo.
• Minúsculas partículas de eletricidade conhecidas como elétrons podem viajar entre um terminal negativo e positivo, se houver algo conectando-os que permita que esses elétrons fluam entre eles. Essa conexão é conhecida como condutor, e alguns materiais, incluindo zinco e cobre, são condutores muito melhores que outros materiais. Quando dois metais diferentes são usados como terminais, os elétrons empurram mais forte em uma direção do que na outra, criando uma corrente.
• Em dispositivos movidos a bateria, a própria bateria produz elétrons através de uma reação química que ocorre quando um circuito condutor é criado colocando a bateria entre os terminais positivo e negativo em um compartimento de bateria. A reação química só ocorre quando a bateria está no lugar.
• Quando materiais condutores são colocados em soluções e sucos ácidos (como os encontrados em frutas cítricas), também cria uma reação química. Essa reação quebra a estrutura do metal, liberando elétrons na solução.

Realize Seu Experimento

Crie uma Hipótese

1. Revise a informação de base sobre eletricidade e baterias aqui com seu filho para garantir que ela tenha uma compreensão básica de como baterias e condução funcionam. Mostre a seu filho os materiais que você tem, e diga que você vai usá-los para fazer o relógio funcionar sem bateria.
2. Identifique cada um dos materiais por nome e composição (ou seja, um prego de cobre, um prego de zinco), e peça a ela para prever o que acontecerá se você conectar todos esses materiais juntos.
3. Peça a ela para fazer um diagrama básico do que ela acha que você precisa fazer e o que acontecerá. Isso servirá como seu plano e hipótese.

Como Fazer

1. Prenda firmemente uma ponta de um pedaço de fio de cobre logo abaixo da cabeça de um dos pregos de zinco enrolando-o ao redor do prego. Prenda uma pequena garra jacaré na outra ponta do fio. Se você não tem garras jacaré, deixe a ponta do fio como está.
2. Prenda a ponta de um segundo pedaço de fio de cobre a um prego de cobre torcendo-o ao redor do prego (ou, se estiver usando uma moeda, prenda com fita isolante). Prenda a outra garra jacaré na outra ponta deste fio. Novamente, se não tiver garras jacaré, deixe a ponta deste fio como está.
3. Prenda um prego de zinco a uma ponta do terceiro pedaço de fio e um prego de cobre (ou moeda) à outra ponta.
4. Deixe a fiação de lado por um momento, e prepare os limões. Use um marcador permanente para rotular um limão como Limão 1 e o outro como Limão 2. Em seguida, você precisa soltar a polpa por dentro e liberar um pouco do suco nos limões sem quebrar as cascas, espremendo os limões suavemente, e/ou rolando-os em uma mesa enquanto aplica pressão suave.
5. Coloque o Limão 1 e o Limão 2 lado a lado em uma mesa. Localize o fio preso ao primeiro prego de zinco, e espete o prego no Limão 1, certificando-se de que o prego perfura a casca e está embutido na parte carnuda do limão mas não sai do outro lado.
6. Localize o fio preso ao prego de cobre ou moeda. Crave esse prego no Limão 2 (ou faça um corte fundo no limão e coloque a moeda na fenda).
7. Em seguida, pegue o fio com um prego de cobre em uma ponta e o prego de zinco na outra. Crave o prego de zinco no Limão 2, aproximadamente 2,5 cm longe do prego de cobre ou moeda já embutido no limão.
8. Insira a ponta do prego de cobre/moeda do mesmo fio no Limão 1, cerca de 2,5 cm longe do prego de zinco já embutido.
9. Conecte a ponta livre do fio no Limão 1 ao relógio prendendo a garra jacaré em um dos terminais de bateria no relógio. Se não tiver garras jacaré, prenda a ponta do fio ao terminal com fita isolante. Complete o circuito conectando a ponta livre do fio no Limão 2 ao outro terminal de bateria da mesma forma. Completar o circuito deve ligar o relógio. Se o relógio não estiver funcionando, pode ser que as conexões estejam frouxas, as pontas dos fios conectados ao relógio estejam presas aos mesmos metais, ou que a corrente do limão seja muito fraca. Se todas as conexões estiverem certas, tente substituir batatas por limões.

Observações

Pergunte a Si Mesmo:

• Por que você acha que precisamos usar pregos de zinco e cobre?
• Por que o relógio está acendendo?
• Por que precisamos conectar o Limão 1 e o Limão 2 um ao outro?
• Como os limões são como uma bateria quando estão conectados?
• O que há no limão que permite conduzir eletricidade?
• Que outros alimentos você acha que conduziriam eletricidade?

O Que Está Acontecendo

Quando você coloca o zinco e o cobre no suco de limão, cria uma reação química que transforma energia química em energia elétrica. Essa mudança de energia é uma reação voltaica, que transforma os limões em uma bateria voltaica. As reações químicas empurram os elétrons que estão sendo liberados de cada metal através do fio de cobre e, como os metais são diferentes, os elétrons empurram mais forte em uma direção. Eles se movem em direção circular, indo através dos fios para os terminais do relógio e de volta ao limão, fazendo uma corrente elétrica que pode ser forte o suficiente para ligar o relógio. Uma vez que o suco de limão começa a secar, a reação diminuirá, e você precisará trocar a "bateria".

Estenda o Aprendizado

Tente usar diferentes frutas cítricas, suco de laranja ou refrigerante para ver como funcionam como baterias voltaicas.