Химические источники электрической энергии

Мкоян М.Э. 1

1МБУ ДО ЦНТТ

Шишкин Е.М. 1

1МБУ ДО ЦНТТ

Работа в формате PDF

278.1 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьника Свидетельство руководителя

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

АННОТАЦИЯ

Проект самостоятельно выполнен учеником четвёртого класса общеобразовательной школы и посвящен изучению простейших химических источников электрической энергии.

Развитие современного общества требует использование электрической энергии. В каждом доме есть телевизор, компьютер, кухонная техника. Для их работы необходим электрический ток. Отключи его, и остановятся заводы, не полетят самолёты, не поедут поезда, не поплывут пароходы – человечество вернётся в первобытный мир. Мне стало интересно найти доступные источники электрической энергии находящиеся вокруг нас.

Предмет исследования: простейшие химические источники электрической энергии.

Объект исследования:действующий макет простейшего химического источника электрической энергии.

Цель проекта: предложить способ получения электрической энергии с помощью химической реакции доступный для повторения учащимися младших классов.

Гипотеза:электрическую энергию можно получать в результате химической реакции.

Задачи проекта: исследовать устройство и работу простейшего химического источника электрической энергии; разработать способ получения электрической энергии с помощью химической реакции доступный для повторения учащимися младших классов.

Методы исследования, применённые в проекте:научный эксперимент, синтез, анализ, наблюдение, сравнение.

Практическая значимость проекта состоит в том, что был предложен способ получения электрической энергии доступный для повторения учащимися младших классов.

Технология

Мкоян Мартин

Краснодарский край, город Армавир

МБУ ДО «Центр детского (юношеского) научно-технического творчества»

МБОУ СОШ 12

ХИМИЧЕСКИЕ ИСТОЧНИКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

Научный руководитель: Шишкин Евгений Маленович, почётный работник общего образования РФ, заведующий лабораторией радиоэлектроники, педагог доп. образования высшей категории МБОУ ДО ЦНТТ г. Армавира.

ВВЕДЕНИЕ

Предмет исследования: простейшие химические источники электрической энергии.

Объект исследования:действующий макет простейшего химического источника электрической энергии.

Гипотеза:электрическую энергию можно получать в результате химической реакции.

Методы исследования, применённые в проекте: научный эксперимент, синтез, анализ, наблюдение, сравнение.

Обзор используемой литературы:

http://scsiexplorer.com.ua/index.php/izvesnie-ludi/zarubezhnye-umy/1614-uiljam- gilbertosnovatel-ponjatija-elektrichestvo.html

https://dni.ru/tech/2015/1/20/292231.html

http://www.physchem.chimfak.rsu.ru/Source/History/Persones/Volta.html

https://ru.wikipedia.org/wiki/Гальвани

https://amperof.ru/elektropribory/osnovnye-himicheskie-istochniki-elektroenergii.html

https://www.liveinternet.ru/users/2864918/post86859560/

http://diplomka.net/publ/ HYPERLINK "http://diplomka.net/publ/khimicheskie_istochniki_toka_galvanicheskie_ehlementy/12-1-0-158"khimicheskie_istochniki_toka_galvanicheskie_ehlementyHYPERLINK "http://diplomka.net/publ/khimicheskie_istochniki_toka_galvanicheskie_ehlementy/12-1-0-158"/

http://www.aktex.ru/qa/36.html

https://etu.ru/ru/universitet/nash-universitet/korporativnye-nagrady/pochetnyy-inzhener-elektrik/benardos-nikolay-nikolaevich

https://www.youtube.com/watch?v=R2t-4RnpP_U

Проект содержит аннотацию, введение, четыре параграфа, заключение, список использованных источников и литературы и приложение-фотоотчёт. Проект проиллюстрирован девятью рисунками.

§1. Учёные, сделавшие большой вклад в изучение электрических явлений

Понятие "электричество" впервые ввёл в 1600 году известный английский физик, ученый, исследователь и врач Уильям Гилберт [1].

Рис. 1. Уильям Гилберт.

В тоже время, практическое использование электрического тока невозможно представить без Андре Ампер [2] и Алессандро Вольта [3].

Андре Ампер [2] родился в 1775 году во Франции. Он был членом многих академий наук. Ампер связал электрические и магнитные явления, высказал теорию о природе магнетизма. В честь него был назван один из параметров тока – сила тока, которая измеряется в амперах: сила тока – это количество носителей зарядов прошедшее по проводнику за одну секунду.

Рис. 2. Андре Ампер.

В 1792-1794 гг. Алессандро Вольта [3] провёл ряд опытов с разными металлами, находящимися в растворе кислоты. Он построил первый химический источник тока – гальванический элемент. В честь него был назван один из параметров тока – напряжение, которое измеряется в вольтах: напряжение - это сила, которая заставляет носители зарядов двигаться в одну сторону.

Рис. 3. Алессандро Вольта.

§2. Не восстанавливаемые химические источники электрической энергии

Химические источники тока — это устройства, которые в процессе химической реакции выделяют электрический ток. Ещё в восемнадцатом веке итальянский учёный Луиджи Гальвани [4] придумал простейший элемент, который химическим способом выделял электрический ток.

Рис. 4. Луиджи Гальвани.

Первый химический источник электричества Гальвани [4] получил случайно [5], во время своих экспериментов над лягушками. При присоединении двух пластин из металла к лягушачьей лапке, было замечено, что лапка вздрогнула. Гальвани посчитал, что это реакция на механическое воздействие. Позже Алессандро Вольта доказал, что лапка шевелилась под воздействием электрического тока между металлическими пластинами в теле лягушки, рис. 5 [6]:

Рис. 5. Электрический ток в мышцах лягушки.

Алессандро Вольта взял сосуд с солёной водой и опустил в него цинковую и медную пластину, рис. 6 [7]:

Рис. 6. Солевой элемент Вольта.

Позже такой элемент назвали солевым элементом, а соединённые последовательно несколько таких элементов – солевой батареей. В настоящее время мы используем много различных солевых батареек, рис.7:

Рис. 7. Современные солевые батарейки.

Электрические батарейки называют не восстанавливаемыми источниками, так после того как солевой раствор полностью разъест металл, батарейка перестаёт выдавать электрическую энергию, и она подлежит замене.

§3. Восстанавливаемые источники электрической энергии

К восстанавливаемым химическим источникам электрической энергии относят аккумуляторы. В них при работе не происходит разрушение электродов и после того как аккумулятор полностью разрядится его можно восстановить – зарядить. В 1859 году, французский инженер Гастон Планте [8] построил первый в истории свинцовый аккумулятор. Этим было положено начало аккумуляторной техники.

Рис. 8. Гастон Планте.

Аккумулятор Планте состоял из двух одинаковых свинцовых пластин, навитых на деревянный цилиндр. Друг от друга они отделялись тканевой прокладкой. Устроенный таким образом прибор помещали в сосуд с подкисленной водой и соединяли с электрической батареей. Спустя несколько часов, отключив батарею, можно было снимать с аккумулятора достаточно сильный ток, который сохранял в течение некоторого времени свое постоянное значение. Огромный вклад в усовершенствование свинцовых аккумуляторов внёс Русский изобретатель Бенардос, Николай Николаевич [9], который предложил покрывать свинцовые пластины губчатым свинцом для увеличения мощности батарей.

Рис. 9. Бенардос, Николай Николаевич.

§4. Простая химическая батарея

В интернете я увидел опыты [12] в котором автору удалось зажечь светодиод с помощью газированной воды. Я повторил этот опыт. Для этого собрал цепь, состоящую из 4 блоков, где две медные пластины чередуются с цинковыми пластинами. Эти блоки между собой включены последовательно. Каждый блок опустил в отдельный стакан и налил в один фанту, в другой пепси, в третий – колу, а в четвёртый - меринду. К блокам подключил светодиод. Он засветился. У меня получился простейший химический источник электрической энергии. В качестве электролита я использовал газированные напитки.

Я задумался, а что между ними общего? На вкус – они кислят. Я решил проверить это утверждение. Промыл блоки пластин в воде и заменил в стаканах газировку на дистиллированную воду. Светодиод не светится. При добавлении уксусной кислоты светодиод загорелся, а если в стаканы ещё добавить уксусной кислоты, то свечение станет ярче.

Мои опыты показали, что простейший химический источник тока можно самостоятельно изготовить в домашних условиях из простых предметов.

Заключение

В ходе выполнения проекта нами было эксперементально доказанно вазможность самостоятельного изготовление простейшего химического источника электрической энергии учащимися младшей школы. Нами разработаны и даны полные рекомендации для самостоятельного изготовление простейшего химического и электромагнитного источника электрической энергии.

Гипотеза:электрическую энергию можно получать в результате химической реакции – нашла своё практическое подтверждение.

Задачи исследования выполнены полностью.

Цель проекта: достигнута.

Список использованных источников и литературы: