פרויקטים של קוטביות באמצעות תפוח אדמה

פרויקטים של קוטביות הכוללים תפוחי אדמה מאפשרים לסטודנטים להתנסות באלקטרוליזה או בהעברת מטען חשמלי באמצעות מוליך נוזלים כדי לגרום לשינויים כימיים. נוזלים מוליכים אלה מכונים אלקטרוליטים. התלמידים יכולים גם לערוך בדיקות פשוטות על קוטביות, או כיצד אלקטרונים זורמים מקוטב שלילי לקוטב, באמצעות חוטי נחושת, סוללות ותפוחי אדמה. הם יכולים להתקדם ליצירת סוללות תפוחי אדמה המפעילות מכשירים חשמליים.

אספו שני חוטי נחושת מבודדים מפלסטיק באורך 6 אינץ ', סוללת תא D, תפוח אדמה, סרט, סכין וזוג מספריים. השתמש במספריים כדי להסיר כ -1 1/2 אינץ 'בידוד מקצוות החוטים. מקם את הסוללה בצידה. הדביקו חוט אחד לצד החיובי של הסוללה ואת החוט השני לצד השלילי של הסוללה, שהוא שטוח. פורסים את תפוח האדמה לשניים. הכניסו את הקצוות המופשטים של חוטי הנחושת לבשר תפוח האדמה בעומק של שלושה סנטימטרים לפחות. שימו לב כיצד האלקטרונים שזורמים מהצד השלילי של הסוללה ודרך החוט לתפוח האדמה הופכים את תפוח האדמה לירוק. צפו בבועות שנוצרות בתפוח האדמה ליד קצה החוט המחובר לצד החיובי של הסוללה. שקול כיצד תפוח האדמה פועל כאלקטרוליט, המוליך זרם חשמלי בין קוטביות חיובית ושלילית.

אספו תפוח אדמה, מד מתח, נייר זכוכית, מסמר מגולוון גדול וחתיכת נחושת בגודל שני אינץ ', 12 או 14 מד. מגרדים את החוט ומסמר עם נייר הזכוכית עד שהם זורחים. הכנס את המסמר והחוט בערך סנטימטר לתפוח האדמה, והנח אותם בסנטימטר זה מזה. הגדר את מד המתח למתח DC הנמוך ביותר. הכנס את העופרת האדומה לחריץ המתח החיובי ואת העופרת השחורה לחריץ השלילי. כשהמד מתח מופעל, השתמש בעופרת האדומה כדי לגעת בחוט הנחושת ובמולי השחור כדי לגעת בציפורן. רשום את כמות המתח שתפוח האדמה ייצר מקריאת מד המתח.

אספו שתי חתיכות של חוט נחושת כבד, שני מסמרים מגולוונים, שני תפוחי אדמה, שלושה קליפס תנינים המחוברים זה לזה באמצעות חוט ושעון לד במתח נמוך. הוציאו את הסוללה מהשעון וציינו את מיקומי הקצוות החיוביים והשליליים של הסוללה בתא. תייגו את תפוחי האדמה כ- "A" ו- "B." הכניסו מסמר וחוט נחושת לכל תפוח אדמה והניחו אותם רחוק ככל האפשר. חבר את חוט הנחושת בתפוח אדמה A למסוף החיובי בתא הסוללה של השעון בעזרת קליפ תנין. חבר את המסמר בתפוח אדמה B למסוף השלילי של התא בעזרת קליפ תנין. חבר את המסמר בתפוח אדמה A לחוט בתפוח אדמה B עם קליפ התנין השלישי. התבונן בשעון המופעל והגדר את השעה. שקול כיצד אנרגיה כימית של תפוח האדמה הופכת לאנרגיה חשמלית כמו יוני האבץ מהציפורן להגיב עם יוני נחושת מהחוט, וכתוצאה מכך זרימה של אלקטרונים דרך חוט הנחושת ואל תוך שָׁעוֹן.

השתמש במולטימטר המודד מתח, זרם והתנגדות של המעגל המיוצר על ידי תפוח האדמה בניסוי לעיל כדי להעריך כמה תפוחי אדמה יידרשו להפעלת חשמל שונה חפצים. אם תפוח אדמה אחד מפיק 0.8 וולט, כמה תפוחי אדמה תצטרך להוסיף לסדרה כדי להדליק נורה של 1.5 וולט? כמה תפוחי אדמה נדרשים להפעלת שעון דיגיטלי 5 וולט? התנסו בהבדל בין זרם ומתח לבין גודל ומספר תפוחי האדמה ששימשו לייצור הסוללה. שים לב כיצד גודל הזרם תלוי בגודל תפוח האדמה הבודד בעוד שכמות המתח מתייחסת למספר תפוחי האדמה המשמשים ליצירת הסדרה.