Выполнил:
Шевченко Николай,
ученик 8-а класса
Руководитель:
Сапожникова А.М.
Введение
В последнее время человечество сталкивается с дефицитом энергоресурсов. Грядущее истощение запасов нефти и газа побуждает ученых искать новые возобновляемые источники энергии, к числу которых причисляют и растения. Только зеленое растение является той единственной в мире лабораторией, которая усваивает солнечную энергию и сохраняет ее в виде потенциальной химической энергии органических соединений, образующихся в процессе фотосинтеза. Актуальность данной работы заключается в поиске альтернативных возобновляемых источников энергии на примере растений.
Цель: Научится измерять силу тока в овощах и фруктах, а также узнать как ее используют.
Задачи
- Ознакомится с историей появления представлений о существовании Живой силе тока, а также что такое фруктовая и овощная батарейка, где и как ее используют.
- Детальнее (с помощью интернета )узнать биографии открывателей живой энергии.
- Выбрать из множества овощей и фруктов перечень больше всего понравившихся мне.
- Под руководством учителя измерить силу тока в выбранных мною овощах и фруктах.
- Занести в таблицу результаты проведенных измерений.
- Провести анкетирование среди учащихся.
- Сделать вывод.
Объекты исследования: Домашние овощи и фрукты.
Гипотеза: Не все овощи и фрукты имеют электрический ток.
Глава 1. Теоретическая часть
1.1 История появления представлений о живой энергии
Об электричестве знали еще древние греки. Если взять янтарь и натереть шерстяной тканью, то создается заряд статического электричества. Янтарь они называли «электрон». А в пирамидах Древнего Египта ученые обнаружили сосуды, напоминающие аккумуляторы. Термин электричество (electricity) ввел английский естествоиспытатель, лейб-медик королевы Елизаветы Уильям Гилберт. Впервые он употребил это слово в своем трактате «О магните, магнитных телах и о большом магните - Земле», который был издан в 1600 году. В этом сочинении ученый объяснял действие магнитного компаса, а также приводил описания некоторых опытов с наэлектризованными телами.
История создания простой батарейки уходит своими корнями в XVIII в., и, как ни странно, толчок к созданию этого источника тока был дан не физиком, а биологом. В конце 1780 г. профессор анатомии в Болонье Л.Гальвани занимался в своей лаборатории изучением нервной системы препарированных лягушек. Совершенно случайно получилось так, что в той комнате работал и его приятель - физик, проводивший опыт с электричеством.
Одну из препарированных лягушек Гальвани положил на стол, на котором стояла электрическая машина. В это время в комнату вошла жена Гальвани. Её взору предстала жуткая картина: при искрах в электрической машине лапки мёртвой лягушки, прикасавшиеся к железному предмету, дёргались. Она с ужасом указала на это мужу. Столкнувшись с необъяснимым явлением, Гальвани счёл за лучшее детально исследовать его на опыте. Гальвани был физиологом, а не физиком, поэтому видел причину явлений в некоем «живом электричестве», различном в мускулах и нервах. Свою теорию о «животном электричестве» Гальвани подтверждал ссылкой на известные случаи разрядов, которые способны производить некоторые живые существа - электрические рыбы. Он не сумел правильно объяснить наблюдаемое им явление, это было сделано позже другим учёным-физиком Алессандро Вольта.
Многочисленные опыты показали физическую природу источника тока; они привели к созданию первого гальванического элемента.
Вольта брал две монеты - обязательно из разных металлов - и… клал их себе в рот: одну - на язык, другую - под язык. Когда он соединял монеты проволочкой, то чувствовал солоноватый вкус. Тот же вкус, но гораздо слабее, мы можем почувствовать, лизнув одновременно оба контакта батарейки. Из опытов, проведённых раньше, Вольта знал, что такой вкус вызывается электричеством. 20 марта 1800 г. Вольта сообщил о своих исследованиях на заседании Лондонского Королевского общества.
С того дня источники постоянного электрического тока - Вольтов столб и батарея - стали известны многим физикам и начали широко использоваться.
Получить источник тока, подобный Вольтову столбу можно, используя различные овощи или фрукты. Один из «рецептов изготовления» гальванического элемента был описан ещё в 1909 г. В сырую картофелину вставляют железный гвоздь и медную пластинку, соединённые с гальванометром.
Стрелка гальванометра отклоняется, что указывает на наличие тока в цепи. Именно А.Вольта уже в 1800 году изобрел первую фруктовую батарейку (ровно 222 года назад).
1.2 Биографии первооткрывателей
А.Вольта
Алессандро Вольта (1745-1827) - итальянский учёный-физик, один из авторов учения об электричестве, известный физиолог и химик. Открытое им «контактное электричество» создало глубокую предпосылку для изучения природы тока и поиска направлений его практического использования.
Луи́джи Гальва́ни
Луи́джи Гальва́ни (итал. Luigi Galvani, 9 сентября 1737 - 4 декабря 1798) - итальянский врач, анатом, физиолог и физик, один из основателей электрофизиологи и учении об электричестве, основоположник экспериментальной электрофизиологии. Первым исследовал электрические явления при мышечном сокращении («животное электричество»). Обнаружил возникновение разности потенциалов при контакте разных видов металла и электролита
Глава 2. Практическая часть
2.1 Эксперимент с овощами и фруктами.
Возможно в будущем наш мир перейдет на использование биологических источников тока чтоб люди меньше потребляли земные запасы продовольствия. Но к сожалению это пока не возможно.
Мой выбор: картофель, лук свекла. Из фруктов яблоко и Лимон.
Измерив электрический заряд, я записал ответы в таблицу.
|
Название фрукта или овоща |
Сила тока, I |
Сопротивление, R |
Напряжение, U |
|
Картофель |
0,2 |
2,5 |
0,5 |
|
Лук |
0,4 |
1,25 |
0,5 |
|
Яблоко |
0,3 |
1,66 |
0,5 |
|
Лимон (мятый) |
0,5 |
1,8 |
0,8 |
|
Свекла |
0,1 |
3 |
0,3 |
Вот несколько фотографий с проведения экспериментов.
а) б)
Рис.5. Сила тока - а). Лимон немятый; б).Лимон мятый
Вывод: Проведя данный эксперимент я выяснил что наибольшая сила тока и напряжение у мятого лимона а наибольшее сопротивление у обычного лимона.
2.2 Анкетирование учащихся
В анкетировании приняли участие 63 ученика 6,7 классов.
Вопросы
- Знаете ли вы, что фрукты и овощи имеют силу тока?
- Знакомы ли вы с понятием фруктово-овощная батарейка?
- Знали ли вы что в случае отключения света с помощью лимонов можно недолго освещать дом?
Ответы (записаны в виде диаграммы)
Вопрос 1
Вопрос 2
Вопрос 3
Итак, пройдя с анкетированием по нескольким классам, я сделал вывод какие классы более ознакомлены. В 7-м классе более ознакомлены с этой темой т.к. скорее всего они смотрят всевозможные научные передачи. В 6-м классе большое количество не ознакомленных с этой темой детей, скорее всего они мало интересуются наукой. Результаты вывода приведены в виде диаграммы.
Заключение
Выяснив принцип работы батареек, я пришел к выводу, что необходимым условием работы батарейки является присутствие ионов водорода в овощном и фруктовом соке. Все фрукты содержат фруктовые кислоты являющиеся электролитами. Если два разнородных металла погрузить в электролит, происходит перенос заряда. В самодельном гальваническом элементе цинковая пластина действует как отрицательный электрод, а медная - как положительный. Проведенные эксперименты подтверждают гипотезу о возможности создания источников питания из фруктов и овощей.