 |
 |
Выполнили:
Ковалев Денис- учащийся 8 кл.
Каркавин Алексей – учащийся 9кл.
Руководитель:
2009 год.
Введение.
Ничего не бойся –
Ты делаешь для всех.
Лишь на себя надейся
И верь в большой успех.
Получится, как надо,
И даже сверх того.
Познаний путь не гладок,
Давай начнём с него!
При изучении темы «Электрический ток. Источники тока» в качестве домашнего задания было предложено разобрать старую батарейку из сухих элементов для выделения её составных частей. Выполняя данное задание, нас заинтересовало: нельзя ли изготовить гальванический элемент в домашних условиях? Что необходимо для этого взять? Так появилась идея проведения исследовательской работы.
Цель нашей работы: исследование различных овощей и фруктов на предмет принадлежности к источникам тока.
Задачи работы:
- выяснить, какими величинами описывается источник тока;
- определить опытным путём возможность создания гальванического элемента из природных источников;
- установить зависимость этих величин от рода овощей, степени солености, материала и размеров электродов (пластин), расстояния между пластинами, глубины погружения электродов в образец;
- спланировать дальнейшую работу на основании полученных результатов.
Мы использовали следующие методы исследования:
Методы исследования:
Наблюдение.
Эксперимент.
Статистическая обработка данных.
Предмет исследования: ЭДС источника тока.
Объект исследования: Лимон, огурец, апельсин, помидор солёный, картофель, свёкла, морковь.
Методика исследования: измерение ЭДС в овощах проводилось по принципу измерения напряжения в гальванических элементах.
В качестве объектов исследования мы использовали:
Оборудование: экспериментальные образцы, вольтметр учебный М42172, милливольтметр учебный М42171, соединительные провода, алюминиевая, медная, цинковая, железная пластины, угольный стержень, керамическая тарелка, блюдце, нож.
На первом этапе нами была изучена характеристика источника тока ЭДС.
Проведение эксперимента:
При проведении первого опыта мы ставили целью выяснить зависимость ЭДС источника тока от расстояния между пластинами и от рода вещества самих пластин. Результаты этого опыта вы видите на слайде. Проведя ряд опытов с разным расстоянием между пластинами из цинка и меди, мы пришли к заключению, что значение ЭДС не зависит от расстояния между пластинами. Наибольшие значения ЭДС, полученные при проведении опытов выделены в таблице цветом.
I. Опыт с солёным огурцом.
Цель: выяснить зависимость ЭДС от расстояния между пластинами и рода вещества пластин.
№ опыта | Экспериментальный образец. | Цинк и медь | ||
0,5 см | 1 см | 2 см | ||
1. | Солёный огурец цельный | 0,8 В | 0,85В | 0,8 В |
2. | Тёртый солёный огурец в собственном соку | 0,85 | 0,9 | 0,85В |
3. | Огуречный рассол | 0,9 | 0,9 | 0,9 |
4. | Свежий огурец | 0,45 | 0,45 | 0,4 |
Вывод: значение ЭДС не зависит от расстояния между пластинами. Наибольшее значение ЭДС было получено для огуречного рассола (тертый огурец) для Zn и Cu пластин.
Целью следующего опыта мы ставили выяснение значения ЭДС от глубины погружения. Результаты опытов, приведенные в таблице, позволяют сделать вывод, что значение ЭДС существенно не изменяется.
Опыт II.
Цель: выяснение зависимости значения ЭДС от глубины погружения стержней.
№ опыта | Экспериментальный образец. | Цинк и медь (см) | Железо и медь | Алюминий и медь. | |||
1 | 2 | 3 | 4 | ||||
1. | Картофель | 0,4 | 0,45 | 0,4 | 0,45 | 0,1 | 0,5 |
2. | Картофель солёный | 0,6 | 0,65 | 0,65 | 0,65 | 0,25 – 0,28 | 0,6 |
3. | Морковь | 0,012 | 0,014 | 0,014 | 0,014 | - | 0,12 |
4. | Помидор солёный | 0,95 | 0,9 | 0,95 | 0,95 | 0,1 | 0,55 |
5. | Свёкла | 0,014 | 0,014 | 0,012 | 1,014 | 0,1 | - |
6. | Огурец | 0,45 | 0,45 | 0,4 | 0,4 | 0,1 | 0,7 |
7. | Лимон | 0,4 | 0,45 | 0,4 | - | 0,2 | 0,3 |
8. | Апельсин | 0,5 | 0,6 | 0,6 | 0,7 | 0,25 | 0,4 |
9 | Яблоко | 0,3 | 04 | 0,3 | 0,35 | 0,08 | 0,2 |
Вывод: значение ЭДС в большинстве случаев не зависит от глубины погружения пластин. Наибольшее значение ЭДС было получено для соленого помидора (для Zn и Cu пластин) – 0,95В.
В первоначальный момент ЭДС составила 1,1 В, однако очень быстро падала.
Опыт III.
Цель: выяснение зависимости значения ЭДС от рода вещества пластин.
№ опыта | Экспериментальный образец. | Цинк и медь | Железо и медь. | Алюминий и медь. | Угольный стержень и цинк. |
1. | Солёный огурец цельный | 0,85 | 0,1 | 1,2 | 1,1 |
2. | Тёртый солёный огурец в собственном соку | 0,9 | 0,15 | 1,2 | 1 |
3. | Огуречный рассол | 0,9 | 0,1 | 1,2 | 1,1 |
4. | Свежий огурец | 0,45 | 0,06 | 0,7 | 0,45 |
Вывод: значение ЭДС зависит от рода вещества пластин. Наибольшее значение ЭДС было получено для соленого огурца (для Al и Cu пластин) – 1,2 В.
Наименьшее значение ЭДС – свежий огурец (пластинки из железа и меди) – 60мВ.
Целью IV опыта мы ставили выяснение значения ЭДС от «солености и кислости» раствора.
Опыт IV.
Цель:. зависимость ЭДС от «солености» и кислотности раствора.
№ опыта | Эксперимен-тальный образец. | ЭДС, В | ||
Медь и цинк | Уголь и цинк | Железо и цинк | ||
1. | Вода фильтр «Аквафор» | 0,6 | 0,6 | 0,3 |
2. | Кипяченая вода | 0,5 | 0,5 | 0,2 |
3. | Вода из крана | 0,65 | 0,65 | 0,3 |
4. | 2 % раствор соли | 0,8 | 0,85 | 0,4 |
5. | 10 % раствор соли | 0,85 | 0,85 | 0,45 |
6. | 2 % раствор уксусной кислоты | 0,85 | 0,75 | 0,4 |
7. | 10 % раствор уксусной кислоты | 1,10 | 1,05 | 0,5 |
8. | Огуречный рассол | 0,95 | 0,75 | 0,45 |
Вывод: нас поразило, то, что вода из под крана с вставленными Cu и Zn пластинами – источник тока. Наибольшее значение ЭДС - 1,1 В дал 10 % раствор уксусной кислоты с Cu и Zn пластинами. К сожалению, дальнейшее увеличение концентрации кислоты было прервано преподавателем.
Практическое применение электрических свойств овощей и растворов.
В ходе измерений мы попытались оценить возможность практического применения электрических свойств овощей. В частности, мы попытались зажечь лампочку от огурца. Опыт показал, что лампа не зажигалась. Причина – малый ток, протекающий по цепи 10 мА.
При последовательном соединении 3 источников(10 % раствор уксусной кислоты, ЭДС - 1,1 В) их общая ЭДС находилась, как сумма ЭДС каждого источника.
ЭДС = ЭДС1+ ЭДС2+ ЭДС3 (См фотографию)
Однако и в этом случае лампа на 2,5 В не загорелась.
Измерение силы тока дали следующий результат – 0,01А, что явно мало для свечения данной лампочки (» в 40 раз меньше номинальной).
При параллельном соединении источников их общая ЭДС осталась неизменной, сила тока выросла приблизительно в 3 раза. Это было так же недостаточно, для превращения энергии тока в световую энергию.
Выводы.
ЭДС не зависит от расстояния между электродами и глубины их погружения в образец ЭДС определяется родом вещества электродов и химическими свойствами (кислотностью и концентрацией солей) веществ, в которые электроды погружены. Установлено правило определения ЭДС для последовательного и параллельного соединения источников тока Экспериментально доказано, что практического применения источники тока из отдельных овощей и фруктов не нашли. Выбрано направление дальнейшей работы – усовершенствование химических гальванических элементов (самодельных).P.S. Мы не всегда согласны с полученными результатами. Т. к. метод измерения ЭДС иногда дает непредсказуемые результаты, очень зависящие от времени.
Литература:
Перышкин 8 класс, Москва, «Просвещение», 2002 г. Касьянов 11 класс, Москва, «Просвещение», 2005 г. , Физика – юным Москва, «Просвещение», 1980 год справочник по физике; Москва, «Просвещение», 1990 год Физика, Москва, Издательство «Мир», 1989 год. Суорц Кл. Необыкновенная физика обыкновенных явлений, 1987г. Класс! ная физика ___ 8 класс. htm