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Experimentos científicos para crianças:faça um relógio de limão

Aprendendo sobre eletricidade

Experiências científicas para crianças:faça um relógio de limão
Como parte de uma geração de crianças crescendo em um mundo cada vez mais verde e ecologicamente correto, 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 maneira poderosa de reforçar a ideia de que existem fontes alternativas de energia em todos os lugares, mas também é uma ótima maneira de aprender mais sobre eletricidade e materiais condutores. Observe que, embora o uso de clipes jacaré seja ideal para este experimento, você só pode usá-los se os terminais no compartimento da bateria do relógio forem grandes o suficiente para prender. Se não estiverem, você precisará usar fita isolante para prender as extremidades do fio aos terminais.

Habilidades sendo 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, com aproximadamente 1' de comprimento cada
• 2 moedas de cobre ou pregos de cobre
• 2 pregos grandes de zinco galvanizado (pelo menos 2" de comprimento)
• Relógio alimentado por bateria (um que usa uma única bateria e não tem um cabo de tomada)
• 2 clipes de jacaré (elétricos) ou fita isolante
• Bateria AA
• Papel e lápis
• Marcador permanente

Saiba mais sobre eletricidade, elétrons e baterias

• Você e seu filho podem olhar para a pilha AA juntos para notar que uma extremidade tem um sinal de "+" e a outra tem um sinal de "-". Estes são conhecidos como terminais positivos e negativos. Para explorar mais, abra o compartimento da bateria do relógio e observe que ele também possui terminais positivos e negativos.
• Pequenas 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 do que outros materiais. Quando dois metais diferentes são usados ​​como terminais, os elétrons empurram com mais força em uma direção do que na outra, criando uma corrente.
• Em dispositivos alimentados por bateria, a própria bateria produz elétrons por meio 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 ácidas e sucos (como os encontrados em frutas cítricas), também cria uma reação química. Essa reação quebra a estrutura do metal, liberando elétrons na solução.

Conduza seu experimento
Criar uma hipótese

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

Como jogar

1. Prenda firmemente uma extremidade de um pedaço de fio de cobre logo abaixo da cabeça de um dos pregos de zinco, envolvendo-o ao redor do prego. Prenda um pequeno clipe jacaré na outra extremidade do fio. Se você não tiver clipes 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 você estiver usando um centavo, prenda-o com fita isolante). Prenda a outra garra jacaré na outra extremidade deste fio. Novamente, se você não tiver clipes jacaré, deixe a ponta deste fio como está.
3. Prenda um prego de zinco em uma extremidade do terceiro pedaço de arame e um prego de cobre (ou moeda) na outra 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 dentro e liberar um pouco do suco nos limões sem quebrar as cascas, espremendo os limões suavemente e/ou rolando-os sobre uma mesa enquanto aplica uma leve pressão.
5. Coloque o Limão 1 e o Limão 2 um ao lado do outro em uma mesa. Localize o fio preso ao primeiro prego de zinco e enfie o prego no Limão 1, certificando-se de que o prego fure a casca e esteja encaixado na porção polpuda do limão, mas não saia do outro lado do limão.
6. Localize o fio preso ao prego ou moeda de cobre. Encaixe esse prego no Limão 2 (ou faça uma fenda profunda no limão e coloque a moeda na fenda).
7. Em seguida, pegue o fio com um prego de cobre em uma extremidade e o prego de zinco na outra fim. Coloque o prego de zinco no Limão 2, aproximadamente uma polegada de distância do prego de cobre ou moeda já embutido no limão.
8. Insira o prego de cobre/ponta do mesmo fio no Limão 1, cerca de um centímetro de distância do o prego de zinco já embutido. 9. Conecte a extremidade livre do fio no Lemon 1 ao relógio, prendendo a garra jacaré em um dos terminais da bateria no relógio. Se você não tiver garras jacaré, prenda a ponta do fio ao terminal com fita isolante. Complete o circuito conectando a extremidade livre do fio em Lemon 2 ao outro terminal da bateria da mesma maneira. Completar o circuito deve alimentar o relógio. Se o relógio não estiver funcionando, pode ser que as conexões estejam soltas, as extremidades dos fios conectados ao relógio estejam presas aos mesmos metais ou que a corrente do limão seja muito fraca. Se todas as conexões estiverem corretas, tente substituir as batatas por limões.

Observações
Pergunte a si mesmo:

• Por que você acha que precisávamos usar pregos de zinco e cobre?
• Por que o relógio está acendendo?
• Por que precisamos conectar o Lemon 1 e o Lemon 2 entre si?
• Como os limões se parecem com uma bateria quando estão conectados?
• O que há no limão que permite que ele conduza 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-se uma reação química que transforma a 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 com mais força em uma direção. Eles se movem em uma direção circular, passando pelos fios até os terminais do relógio e de volta ao limão, produzindo uma corrente elétrica que pode ser poderosa o suficiente para alimentar o relógio. Quando o suco de limão começar 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 eles funcionam como baterias voltaicas.