• Bábätká
• Založenie rodiny
• Deti
• Rodičovstvo – všeobecne
• Novorodenci
• Dospievajúci
• Batoľatá
• Tehotenstvo

Vedecké experimenty pre deti: Vyrob si citrónové hodiny

Učenie sa o elektricite

Vedecké experimenty pre deti: Vyrob si citrónové hodiny

Akou súčasťou generácie detí rastúcich v čoraz zelenejšom a ekologicky vedomom svete, sú veci ako nízkoenergetické žiarovky a hybridné autá normou pre vaše dieťa. Vyrobenie hodín, ktoré bežia na citrónovej energii, nie je len silný spôsob, ako posilnúť myšlienku, že existujú alternatívne zdroje energie všade okolo, ale je to aj skvelý spôsob, ako sa dozvedieť viac o elektricite a vodivých materiáloch. Poznámka: hoci je používanie krokodílových spájok ideálne pre tento experiment, môžete ich použiť len vtedy, ak sú terminály v batériovom komore hodín dostatočne veľké na spájanie. Ak nie sú, budete musieť použiť izolačnú pásku na zabezpečenie koncov drôtov k terminálom.

Precvičované zručnosti

• Vedecká metóda
• Základné porozumenie tomu, ako funguje elektrina
• Preskúmanie vodivých materiálov

Čo potrebujete

• 2 veľké citróny alebo iné citrusové ovocie
• 3 medené drôty, približne 30 cm dlhé každý
• 2 medené mince alebo medené hřebíky
• 2 veľké zinkované zinkové hřebíky (aspoň 5 cm dlhé)
• Batériové hodiny (také, ktoré používajú jednu batériu, a nemajú aj sieťový kábel)
• 2 krokodílové (elektrické) spájky alebo izolačná páska
• AA batéria
• Papier a ceruzka
• Trvalé filcové pero

Učte sa o elektricite, elektrónoch a batériách

• Vy a vaše dieťa sa môžete pozrieť na AA batériu spoločne, aby ste si všimli, že jeden koniec má "+" znamienko, a druhý koniec má "-" znamienko. Tieto sú známe ako kladné a záporné terminály. Pre ďalšie preskúmanie, otvorte batériovú komoru hodín a všimnite si, že má tiež kladné a záporné terminály.
• Malé časticie elektriny známe ako elektróny môžu cestovať medzi záporným a kladným terminálom, ak je niečo, čo ich spája, a umožňuje tým elektrónom tecť medzi nimi. To spojenie je známe ako vodič, a niektoré materiály, vrátane zinku a medi, sú oveľa lepšie vodiče ako iné materiály. Keď sa používajú dva rôzne kovy ako terminály, elektróny tlačia pevnejšie v jednom smere ako v druhom, čím sa vytvára prúd.
• V batériových zariadeniach batéria sama robí elektróny cez chemickú reakciu, ktorá sa deje, keď sa vytvorí vodivý obvod vkladaním batérie medzi kladný a záporný terminál v batériovej komore. Chemická reakcia sa deje len vtedy, keď je batéria na mieste.
• Keď sa vodivé materiály umiestnia do kyslých roztokov a šťáv (ako tie, ktoré sa nachádzajú v citrusových plodoch), tiež sa vytvára chemická reakcia. Táto reakcia rozklada štruktúru kovu, uvoľňujúce elektróny do roztoku.

Vykonajte svoj experiment

Vytvorte hypotézu

1. Prejdite si informácie o elektricite a batériach tu so svojím dieťaťom, aby ste sa uistili, že má základné porozumenie tomu, ako fungujú batérie a vodivosť. Ukážte svojmu dieťaťu materiály, ktoré máte, a povedzte jej, že ich použijete na to, aby hodiny fungovali bez batérie.
2. Identifikujte každý z materiálov podľa mena a zloženia (t.j. medený hrebík, zinkový hrebík), a požiadajte ju, aby predpovedala, čo sa stane, ak spojíte všetky tieto materiály dohromady.
3. Nechajte ju vytvoriť základnú diagramu toho, čo myslí, že musíte urobiť a čo sa stane. Toto bude slúžiť ako jej plán a hypotéza.

Ako hrať

1. Pevne pripojte jeden koniec kus medeného drôtu tesne pod hlavou jedného z zinkových hrebíkov zamotaním ho okolo hrebíku. Pripojte malú krokodílovú spájku na druhý koniec drôtu. Ak nemáte krokodílové spájky, nechajte koniec drôtu tak, ako je.
2. Pripojte koniec druhého kus medeného drôtu k medenému hrebíku skrutím ho okolo hrebíku (alebo, ak používate minu, pripojte ju s izolačnou páskou). Pripojte druhú krokodílovú spájku na druhý koniec tohto drôtu. Opäť, ak nemáte krokodílové spájky, nechajte koniec tohto drôtu tak, ako je.
3. Zabezpečte zinkový hrebík na jeden koniec tretieho kus drôtu a medený hrebík (alebo minu) na druhý koniec neho.
4. Odložte drôty na chvíľu, a pripravte citróny. Použite trvalé filcové pero na označenie jedného citróna ako Citrón 1 a druhého ako Citrón 2. Ďalej musíte uvoľniť mäkký vonkajší časť vnútri a uvoľniť niekoľko šťavy do citrónov bez lúpania lupín stlačením citrónov jemne, a/alebo valcovacím ich po stole s jemným tlakom.
5. Umiestnite Citrón 1 a Citrón 2 vedľa seba na stôl. Nájdite drôt pripojený k prvému zinkovému hrebíku, a nabodnite hrebík do Citróna 1, uistite sa, že hrebík prebodne lupinu a je vtlačený do mäkkého vnútra citróna, ale nevystupuje z druhej strany citróna.
6. Nájdite drôt pripojený k medenému hrebíku alebo mini. Zabodnite ten hrebík do Citróna 2 (alebo nakrájte hlbokú škriatku v citróne, a umiestnite minu do škriatky).
7. Ďalej, vezmite drôt s medeným hrebíkom na jednom konci a zinkovým hrebíkom na druhom konci. Zabodnite zinkový hrebík do Citróna 2, približne palec od už vloženého medeného hrebíku alebo mincie v citróne.
8. Vstrčte medený hrebík/mincový koniec toho istého drôtu do Citróna 1, asi palec od už vloženého zinkového hrebíku. 9. Pripojte voľný koniec drôt v Citróne 1 k hodinám pritlačením krokodílovej spájky na jeden z batériových terminálov v hodinách. Ak nemáte krokodílové spájky, pripojte koniec drôt k terminálu s izolačnou páskou. Dokončite obvod pripojením voľného konca drôt v Citróne 2 k druhému batériovému terminálu rovnakým spôsobom. Dokončenie obvodu by malo napájať hodiny. Ak hodiny nebežia, môže to byť, že spojenia sú volné, konce drôtov pripojených k hodinám sú pripojené k rovnakým kovom, alebo že prúd z citróna je príliš slabý. Ak sú všetky spojenia správne, skúste nahradiť zemiaky za citróny.

Pozorovania

Spýtajte sa:

• Prečo myslíte, že sme museli použiť zinkové a medené hrebíky?
• Prečo sa hodiny rozsvetlia?
• Prečo musíme spojiť Citrón 1 a Citrón 2 spolu?
• Ako sú citróny ako batéria, keď sú pripojené?
• Čo je na citróne, čo mu umožňuje viesť elektrinu?
• Aký iné jedlá myslíte, že by vodili elektrinu?

Čo sa deje

Keď dáte zink a medi do citrónovej šťavy, vytvára sa chemická reakcia, ktorá mení chemickú energiu na elektrickú. Táto zmena energie je voltaická reakcia, ktorá mení citróny na voltaickú batériu. Chemické reakcie tlačia elektróny, ktoré sa uvoľňujú z každého kovu, cez medený drôt a, pretože kovy sú rôzne, elektróny tlačia pevnejšie v jednom smere. Pohybujú sa v kruhovom smere, idúc cez drôty k hodinovým terminálom a späť do citróna, čím sa vytvára elektrický prúd, ktorý môže byť dostatočne silný na napájanie hodín. Keď sa citrónová šťava začne vysušovať, reakcia sa zníži, a budete musieť zmeniť "batériu".

Rozšírenie učenia

Skúste použiť rôzne citrusové ovocie, pomerančový džus, alebo sodovku, aby ste videli, ako fungujú ako voltaické batérie.