איך עובד שעון לימון

שעונים המופעלים על ידי לימון פועלים באמצעות תהליך אלקטרוליזה. מיץ הלימון הוא אלקטרוליט חומצי, המחובר במעגל באמצעות אלקטרודה מתכתית. חייבות להיות שתי מתכות שונות כדי לייצר מטען חשמלי; אבץ ונחושת נפוצים. אחרת, מקור חשמלי חיצוני יצטרך להיות נוכח כדי לגרום לאלקטרוליזה. שתי המתכות מייצרות את הזרם הדרוש להטענת האלקטרוליטים, ובכך מאפשרות תהליך של אלקטרוליזה (הפרדה) וחשמל לזרום מספיק כדי להניע שעון.

אלקטרוליזה קיימת בכל התהליכים החשמליים; זהו זרימת זרם חשמלי דרך חומר המכונה מוליך אלקטרוליטים. לכל המוליכים יונים שנעים במהירות, כלומר הם מותכים או ניידים. כדי לגרום לאלקטרוליזה, יש ליצור מעגל ליצירת מטען חשמלי. מקור חשמל חיצוני (שחייב להיות נוכח כדי להתחיל בתהליך) עובר דרך אלקטרודה שהיא ה- מעבר בין החשמל לבין האלקטרוליט (נוזל המכיל יונים נעים) שממנו יונני האלקטרוליטים סופגים או מאבדים אלקטרונים. היונים שצוברים ומאבדים אלקטרונים מאבדים את מטענם ומתרחקים מהאלקטרוליט. זהו תהליך המפריד כימית בין אלמנט, וכתוצאה מכך שחרור אנרגיה המועבר על ידי האלקטרונים הנודדים ברחבי המעגל, ובכך מניע שעון, סוללה או אור. תהליך האלקטרוליזה משמש בעיקר להפרדת מימן מחמצן במים.

ברוב השעונים המופעלים על ידי לימון, מוליך האלקטרודה הוא יתד קטן של מתכות מעורבות או שתי מתכות נפרדות המחוברות זו לזו. ישנם שעונים מסחריים רבים המופעלים על ידי לימון המשתמשים בתקעים קטנים עשויים נחושת ואבץ, אליהם נדבק הלימון. החיבור גורם לאלקטרוליזה, והאנרגיה זורמת דרך חוט נסתר להפעלת השעון (בדרך כלל אנלוגי).

פרויקט היריד המדעי הידוע בכיתות היסודי הוא מעט פחות רומנטי למראהו, באמצעות מחרוזת לימונים שננעצה על ידי סיכות או נייר עטופים בנייר אלומיניום המחוברים באמצעות חוט נחושת היוצר מעגל מחובר דרך א שָׁעוֹן. האלקטרוליט (חומצת לימון) קיים, שתי המתכות קיימות, נוצר מעגל סגור; אלקטרוליזה יכולה להתרחש, וכך להניע שעון (אם כי למשך זמן מוגבל מאוד). לימונים הם לא הדברים היחידים שניתן להשתמש בהם להפעלת שעון באמצעות אלקטרוליזה. כל אלקטרוליט נוזלי, כגון מי מלח, יעיל.