Авторы: Сергеенко Кристина, Сергеенко Никита учащиеся 9 «А» класса УО «Климовичская районная государственная гимназия имени И.С.Николаева» Научный руководитель. - презентация

1

2 Авторы: Сергеенко Кристина, Сергеенко Никита учащиеся 9 «А» класса УО «Климовичская районная государственная гимназия имени И.С.Николаева» Научный руководитель Карелина Татьяна Васильевна Исследовательская работа « Фрукты и овощи как альтернативные источники энергии »

3 Свою работу мы решили посвятить необычным источникам энергии. Наиболее распространенными источниками электрической энергии являются химические источники тока. Они используются в мобильных телефонах и космических кораблях, в крылатых ракетах и ноутбуках, в автомобилях, фонариках и обыкновенных игрушках Свою работу мы решили посвятить необычным источникам энергии. Наиболее распространенными источниками электрической энергии являются химические источники тока. Они используются в мобильных телефонах и космических кораблях, в крылатых ракетах и ноутбуках, в автомобилях, фонариках и обыкновенных игрушках

4 Значит, если растения обладают таким потенциалом, то почему бы человечеству не воспользоваться этой чистой и наиболее выгодной энергией. Вспомним произведение Николая Носова «Незнайка в солнечном городе». Коротышка Винтик и его друг Шпунтик, которые жили в Цветочном городе, создали автомобиль, работающий на газировке и сиропе. Сказки? А ведь это вполне может быть реальностью! Химическое действие электрического тока давно изучено и не является былью. Значит, если растения обладают таким потенциалом, то почему бы человечеству не воспользоваться этой чистой и наиболее выгодной энергией. Вспомним произведение Николая Носова «Незнайка в солнечном городе». Коротышка Винтик и его друг Шпунтик, которые жили в Цветочном городе, создали автомобиль, работающий на газировке и сиропе. Сказки? А ведь это вполне может быть реальностью! Химическое действие электрического тока давно изучено и не является былью.

5 1 Гипотеза: Фрукты и овощи состоят из различных минеральных веществ (электролитов) и могут быть применимы в качестве природных источников энергии. Гипотеза: Фрукты и овощи состоят из различных минеральных веществ (электролитов) и могут быть применимы в качестве природных источников энергии. Объект исследования: фрукты и овощи. Объект исследования: фрукты и овощи. Предмет исследования: фруктовые и овощные источники тока. Предмет исследования: фруктовые и овощные источники тока. Цель исследования: исследовать фрукты и овощи как альтернативные источники энергии. Цель исследования: исследовать фрукты и овощи как альтернативные источники энергии.

6 1 Задачи исследования: Задачи исследования: 1. Познакомиться с устройством батарейки и его изобретателями. 1. Познакомиться с устройством батарейки и его изобретателями. 2. Познакомиться с литературой по созданию фруктовых или овощных батареек. 2. Познакомиться с литературой по созданию фруктовых или овощных батареек. 3. Сконструировать самодельные фруктовые и овощные батарейки. 3. Сконструировать самодельные фруктовые и овощные батарейки. 4. Изучить принцип работы фруктовых и овощных батареек. 4. Изучить принцип работы фруктовых и овощных батареек. 5. Экспериментально сравнить электрические характеристики созданных источников. 5. Экспериментально сравнить электрические характеристики созданных источников. 6. Определить фрукты или овощи, дающие максимальное значение напряжения. 6. Определить фрукты или овощи, дающие максимальное значение напряжения. 7. Проверить «фруктовые батарейки» на возможность использования для питания электроприборов. 7. Проверить «фруктовые батарейки» на возможность использования для питания электроприборов. Методы исследования: анализ научной литературы, экспериментальный метод, метод обработки результатов, метод сравнения. Методы исследования: анализ научной литературы, экспериментальный метод, метод обработки результатов, метод сравнения.

7 1 Задачи исследования: Задачи исследования: 1. Познакомиться с устройством батарейки и его изобретателями. 1. Познакомиться с устройством батарейки и его изобретателями. 2. Познакомиться с литературой по созданию фруктовых или овощных батареек. 2. Познакомиться с литературой по созданию фруктовых или овощных батареек. 3. Сконструировать самодельные фруктовые и овощные батарейки. 3. Сконструировать самодельные фруктовые и овощные батарейки. 4. Изучить принцип работы фруктовых и овощных батареек. 4. Изучить принцип работы фруктовых и овощных батареек. 5. Экспериментально сравнить электрические характеристики созданных источников. 5. Экспериментально сравнить электрические характеристики созданных источников. 6. Определить фрукты или овощи, дающие максимальное значение напряжения. 6. Определить фрукты или овощи, дающие максимальное значение напряжения. 7. Проверить «фруктовые батарейки» на возможность использования для питания электроприборов. 7. Проверить «фруктовые батарейки» на возможность использования для питания электроприборов. Методы исследования: анализ научной литературы, экспериментальный метод, метод обработки результатов, метод сравнения. Методы исследования: анализ научной литературы, экспериментальный метод, метод обработки результатов, метод сравнения.

8 1 Источник тока – это устройство, в котором происходит преобразование какого-либо вида энергии в электрическую. По виду преобразуемой энергии источники тока условно можно разделить на химические и физические. Источники тока бывают различные, но в любом из них совершается работа по разделению положительно и отрицательно заряженных частиц. Разделенные частицы накапливаются на полюсах источника тока. Один полюс источника тока заряжается положительно, другой – отрицательно. Если полюсы источника соединить проводником, то под действием электрического поля заряженные частицы начнут двигаться в определенном направлении, возникнет электрический ток. Источник тока – это устройство, в котором происходит преобразование какого-либо вида энергии в электрическую. По виду преобразуемой энергии источники тока условно можно разделить на химические и физические. Источники тока бывают различные, но в любом из них совершается работа по разделению положительно и отрицательно заряженных частиц. Разделенные частицы накапливаются на полюсах источника тока. Один полюс источника тока заряжается положительно, другой – отрицательно. Если полюсы источника соединить проводником, то под действием электрического поля заряженные частицы начнут двигаться в определенном направлении, возникнет электрический ток.

9 1 Первый химический источник электрического тока был изобретен случайно, в конце 17 века итальянским ученым Луиджи Гальвани. На самом деле целью изысканий Гальвани был совсем не поиск новых источников энергии, а исследование реакции подопытных животных на разные внешние воздействия. Именно опыты Гальвани стали основой для исследований другого итальянского ученого - Алессандро Вольта. Первый химический источник электрического тока был изобретен случайно, в конце 17 века итальянским ученым Луиджи Гальвани. На самом деле целью изысканий Гальвани был совсем не поиск новых источников энергии, а исследование реакции подопытных животных на разные внешние воздействия. Именно опыты Гальвани стали основой для исследований другого итальянского ученого - Алессандро Вольта. Алессандро считал, что причиной возникновения электрического тока является химическая реакция, в которой принимают участие пластинки металлов. 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. Из опытов, проведенных раньше, Вольта знал, что такой вкус вызывается электричеством. Алессандро считал, что причиной возникновения электрического тока является химическая реакция, в которой принимают участие пластинки металлов. 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. Из опытов, проведенных раньше, Вольта знал, что такой вкус вызывается электричеством.

10 1 Простейший элемент Вольта состоял из двух металлических пластин – медной и цинковой, опущенных в водный раствор серной кислоты. Простейший элемент Вольта состоял из двух металлических пластин – медной и цинковой, опущенных в водный раствор серной кислоты. Один из «рецептов изготовления» гальванического элемента был описан еще в 1909 г. В сырую картофелину вставляют железный гвоздь и медную пластинку, соединенные с гальванометром. Стрелка гальванометра отклоняется, что указывает на наличие тока в цепи. Один из «рецептов изготовления» гальванического элемента был описан еще в 1909 г. В сырую картофелину вставляют железный гвоздь и медную пластинку, соединенные с гальванометром. Стрелка гальванометра отклоняется, что указывает на наличие тока в цепи.

11 1 Современные гальванические элементы внешне имеют мало общего с устройством, созданным Алессандро Вольта, однако базовый принцип остался неизменным. Батарейки производят и сохраняют электричество. Батарейки бывают солевые и щелочные. Самыми распространенными солевыми батарейками являются цинковые. В цинковой солевой батарейке электролит состоит из соли - хлорида цинка. Алкалиновые батарейки более работоспособные по сравнению с солевыми. Современные гальванические элементы внешне имеют мало общего с устройством, созданным Алессандро Вольта, однако базовый принцип остался неизменным. Батарейки производят и сохраняют электричество. Батарейки бывают солевые и щелочные. Самыми распространенными солевыми батарейками являются цинковые. В цинковой солевой батарейке электролит состоит из соли - хлорида цинка. Алкалиновые батарейки более работоспособные по сравнению с солевыми.

12

13

14 1 Как же работает лимонная батарейка? Когда цинковый винт контактирует с лимонной кислотой, начинаются две химические реакции. Одна реакция - окисление: кислота начинает забирать атомы цинка с поверхности винта. Два электрона уходят с каждого атома цинка, придавая атому положительный заряд. Когда цинковый винт контактирует с лимонной кислотой, начинаются две химические реакции. Одна реакция - окисление: кислота начинает забирать атомы цинка с поверхности винта. Два электрона уходят с каждого атома цинка, придавая атому положительный заряд. Заряженные атомы цинка - ионы цинка, остаются в лимоне: в темной области около винта через некоторое время. Заряженные атомы цинка - ионы цинка, остаются в лимоне: в темной области около винта через некоторое время. Другая реакция - восстановление, в ней задействованы положительно заряженные атомы водорода - ионы водорода в лимонной кислоте около винта. Другая реакция - восстановление, в ней задействованы положительно заряженные атомы водорода - ионы водорода в лимонной кислоте около винта. Ионы принимают электроны, высвобождаемые в ходе окислительной реакции с образованием водорода, который можно увидеть в виде пузырьков около винта. Ионы принимают электроны, высвобождаемые в ходе окислительной реакции с образованием водорода, который можно увидеть в виде пузырьков около винта.

15 1 Ионы водорода называют окислителями, потому что они отнимают электроны цинка. Ионы водорода называют окислителями, потому что они отнимают электроны цинка. Обе реакции продолжаются до тех пор пока цинковый винт находится в лимоне, и на нем остается цинк. Обе реакции продолжаются до тех пор пока цинковый винт находится в лимоне, и на нем остается цинк. Медная монета - тоже окислитель. В действительности, она даже больший окислитель, чем ионы водорода в лимонной кислоте. Медная монета - тоже окислитель. В действительности, она даже больший окислитель, чем ионы водорода в лимонной кислоте. Цинк (источник элетронов) - отрицательный полюс в лимонной батарейке, а медь - положительный. Цинк (источник элетронов) - отрицательный полюс в лимонной батарейке, а медь - положительный.

16 Изучив различные литературные источники, мы выяснили, что все овощи и фрукты имеют небольшое количество электрического заряда, значит, они могут быть источниками энергии. Электрический ток можно получать не только из лимонов, яблок, кислых огурцов, но и из картофеля, причем не только из сырого картофеля, но и из отварного. Израильские ученые исследовали вареный картофель, при этом мощность устройства увеличивалась в 10 раз. Такие необычные батареи способны работать несколько дней и даже недель, вырабатывая электричество в 5-50 раз дешевле. Ученые утверждают, что если у нас дома отключат электричество, то мы сможем некоторое время освещать свой дом при помощи лимонов или других фруктов и овощей, ведь в любом фрукте и овоще есть электричество. Изучив различные литературные источники, мы выяснили, что все овощи и фрукты имеют небольшое количество электрического заряда, значит, они могут быть источниками энергии. Электрический ток можно получать не только из лимонов, яблок, кислых огурцов, но и из картофеля, причем не только из сырого картофеля, но и из отварного. Израильские ученые исследовали вареный картофель, при этом мощность устройства увеличивалась в 10 раз. Такие необычные батареи способны работать несколько дней и даже недель, вырабатывая электричество в 5-50 раз дешевле. Ученые утверждают, что если у нас дома отключат электричество, то мы сможем некоторое время освещать свой дом при помощи лимонов или других фруктов и овощей, ведь в любом фрукте и овоще есть электричество. 1

17 1 Мы не привыкли верить словам и решили проверить гипотезу экспериментально. Мы не привыкли верить словам и решили проверить гипотезу экспериментально. Для проведения эксперимента нам понадобились: Для проведения эксперимента нам понадобились: лимоны, лук, яблоки, сырой и отварной картофель, соленые и маринованные огурцы и помидоры ;лимоны, лук, яблоки, сырой и отварной картофель, соленые и маринованные огурцы и помидоры ; медные монеты, оцинкованные и железные шурупы;медные монеты, оцинкованные и железные шурупы; провода с зажимами на концах;провода с зажимами на концах; мультиметр;мультиметр; низковольтный светодиод из детской игрушки (фотоаппарат игрушечный);низковольтный светодиод из детской игрушки (фотоаппарат игрушечный);

18

19 1 Для наибольшего эффекта лимоны размяли, надавливая пальцами и катая их до тех пор, пока они не станут мягкими. Это делается для того, чтобы внутри лимона появился сок. Далее в лимоны вкрутили по одному оцинкованному винту, так чтобы 1/3 его длины была видна. При помощи ножа осторожно вырезали в лимоне небольшую полосу и вставили в щель в лимоне медную монету так, чтобы половина ее осталась снаружи. Желательно, чтобы монета была блестящая. Электроды располагали на одинаковом расстоянии друг от друга. Вот и готова «вкусная» батарейка. Для наибольшего эффекта лимоны размяли, надавливая пальцами и катая их до тех пор, пока они не станут мягкими. Это делается для того, чтобы внутри лимона появился сок. Далее в лимоны вкрутили по одному оцинкованному винту, так чтобы 1/3 его длины была видна. При помощи ножа осторожно вырезали в лимоне небольшую полосу и вставили в щель в лимоне медную монету так, чтобы половина ее осталась снаружи. Желательно, чтобы монета была блестящая. Электроды располагали на одинаковом расстоянии друг от друга. Вот и готова «вкусная» батарейка. Сначала мы провели эксперимент, когда в качестве отрицательного электрода применили железный шуруп, а потом оцинкованный. В ходе эксперимента мы измерили напряжение, выдаваемое овощами, фруктами и силу тока в них. Сначала мы провели эксперимент, когда в качестве отрицательного электрода применили железный шуруп, а потом оцинкованный. В ходе эксперимента мы измерили напряжение, выдаваемое овощами, фруктами и силу тока в них.

20

21 1 Результаты эксперимента мы занесли в таблицу и сделали вывод, что в качестве отрицательного электрода лучше использовать оцинкованный шуруп, а не железный. Также в ходе исследования мы выяснили, что самый хороший источник тока это – вареный картофель. Результаты эксперимента мы занесли в таблицу и сделали вывод, что в качестве отрицательного электрода лучше использовать оцинкованный шуруп, а не железный. Также в ходе исследования мы выяснили, что самый хороший источник тока это – вареный картофель.

22 1 В следующем эксперименте мы взяли вареный картофель, так как в самых первых исследованиях, мы выяснили, что он выдает самое большое значение напряжения и силы тока. Для этого эксперимента взяли: 6 вареных картофелин, медные провода, цинковые шурупы, соединительные провода, мультиметр, миллиамперметр, лампочка на подставке, светодиодная лампочка. Мы соединяли картофелины последовательно в батарею и измеряли напряжение и силу тока. Результаты измерений занесли в таблицу. Вывод: батарея, собранная из вареного картофеля имеет преимущество перед батареей, собранной из фруктов. Мощность этой батарейки почти в 4 раза больше фруктовой. В следующем эксперименте мы взяли вареный картофель, так как в самых первых исследованиях, мы выяснили, что он выдает самое большое значение напряжения и силы тока. Для этого эксперимента взяли: 6 вареных картофелин, медные провода, цинковые шурупы, соединительные провода, мультиметр, миллиамперметр, лампочка на подставке, светодиодная лампочка. Мы соединяли картофелины последовательно в батарею и измеряли напряжение и силу тока. Результаты измерений занесли в таблицу. Вывод: батарея, собранная из вареного картофеля имеет преимущество перед батареей, собранной из фруктов. Мощность этой батарейки почти в 4 раза больше фруктовой.

23 1 В ходе исследования мы провели теоретический анализ научной литературы, узнали об истории создания химических источников тока, познакомились с устройством современной батарейки, сконструировали самодельные фруктово-овощные батарейки, изучили их принцип работы, экспериментально сравнили электрические характеристики созданных источников тока, выяснили, что картофель дает максимальное значение напряжения, проверили «фруктово-овощные » батарейки на возможность использования питания электроприборов. В ходе исследования мы провели теоретический анализ научной литературы, узнали об истории создания химических источников тока, познакомились с устройством современной батарейки, сконструировали самодельные фруктово-овощные батарейки, изучили их принцип работы, экспериментально сравнили электрические характеристики созданных источников тока, выяснили, что картофель дает максимальное значение напряжения, проверили «фруктово-овощные » батарейки на возможность использования питания электроприборов. После полученных результатов возникает вопрос «Где же можно применять это свойство фруктов и овощей?» Так как в работе нам удалось создать батарею для работы светодиодной лампочки, то использование таких батареек очевидно. Чтобы зажечь лампочку, для этого достаточно напряжение в 3В, что соответствует 4 картофелинам или 5 лимонам (5 яблокам). После полученных результатов возникает вопрос «Где же можно применять это свойство фруктов и овощей?» Так как в работе нам удалось создать батарею для работы светодиодной лампочки, то использование таких батареек очевидно. Чтобы зажечь лампочку, для этого достаточно напряжение в 3В, что соответствует 4 картофелинам или 5 лимонам (5 яблокам).

24 1 Мы планируем продолжить исследования, используя другие методы, применяя опыт индийских и израильских ученых, для создания более мощных источников тока. В Индии создали батарейку на пасте из фруктов и овощей. В Австралии была запущена электросиловая установка на ореховой скорлупе. Мы живем в стране, где выращивается огромное количество овощей и фруктов. Например, яблоки, лук, картофель. По результатам нашей работы хорошо видно, что именно эти фрукты и овощи дают наибольшее напряжение. Думаем, что именно эти фрукты и овощи могут использоваться в качестве альтернативных источников энергии в нашей стране. Такие батарейки могут быть применимы жителями сельских районов, где можно самостоятельно заготавливать фруктово-овощные ингредиенты для подзарядки биобатареек. Использованный состав батареек не загрязняет окружающую среду, как гальванические элементы, и не требует отдельной утилизации в отведенных местах. Мы планируем продолжить исследования, используя другие методы, применяя опыт индийских и израильских ученых, для создания более мощных источников тока. В Индии создали батарейку на пасте из фруктов и овощей. В Австралии была запущена электросиловая установка на ореховой скорлупе. Мы живем в стране, где выращивается огромное количество овощей и фруктов. Например, яблоки, лук, картофель. По результатам нашей работы хорошо видно, что именно эти фрукты и овощи дают наибольшее напряжение. Думаем, что именно эти фрукты и овощи могут использоваться в качестве альтернативных источников энергии в нашей стране. Такие батарейки могут быть применимы жителями сельских районов, где можно самостоятельно заготавливать фруктово-овощные ингредиенты для подзарядки биобатареек. Использованный состав батареек не загрязняет окружающую среду, как гальванические элементы, и не требует отдельной утилизации в отведенных местах.

25