Firmy produkujące napoje zarabiają miliony każdego roku, zachwalając moc elektrolitów w swoich napojach które według nich mają zdolność uzupełniania utraconych w trakcie elektrolitów ćwiczenie. Elektrolity to atomy, które w roztworze rozdzielają się na jony, takie jak sód i potas. Ponieważ jony te mogą przewodzić prąd, elektrolity są niezbędne do prawidłowego funkcjonowania układu sercowo-naczyniowego i nerwowego. Dlatego projekt naukowy porównujący poziomy elektrolitów w różnych napojach dla sportowców za pomocą przewodności, która jest proporcjonalna do stężenia elektrolitu, jest niezwykle cenny.
Materiały do pomiaru poziomu elektrolitu
Aby zmierzyć poziomy elektrolitów pod względem przewodnictwa, zaczniesz od równania, G = I/V, w którym „G” jest przewodnością, odnosząc się do jak łatwo prąd przepływa przez rozwiązanie, „I” to prąd przepływający przez rozwiązanie, a V to wielkość źródła napięcia, które doprowadziło do obecny. Do pomiaru prądu użyjesz amperomierza, który możesz łatwo nabyć w sklepie elektronicznym. Potrzebne będzie źródło napięcia (tj. bateria 9V), materiały do budowy „czujnika przewodności” — miedź przewody i plastikowe rurki — przewody z zaciskami krokodylowymi do uzupełnienia obwodu i miski do trzymania hold elektrolity.
Zestaw doświadczalny
Konfiguracja eksperymentu nie jest trudna. Stwórz czujnik przewodności, odcinając 6-calowe odcinki drutu miedzianego i owijając go wokół plastikowej rurki w zwoje, aż pozostanie tylko około 2 cali drutu miedzianego. Podłącz jeden z przewodów czujnika przewodności do dodatniego zacisku akumulatora za pomocą przewodów z zaciskami krokodylkowymi, a drugi przewód czujnika przewodności podłącz do multimetru. Ustaw multimetr na odczyt prądu stałego. Do tej pory skonstruowałeś obwód otwarty ze względu na odległość między dwoma miedzianymi przewodami czujnika przewodności. Gdy zanurzysz czujnik przewodności w roztworze elektrolitu, prąd elektrolitu połączy przewody miedziane, zamykając w ten sposób obwód.
Eksperymentowanie
Najpierw użyj czujnika przewodności, aby odczytać aktualne poziomy w wodzie destylowanej. Ponieważ nie spodziewamy się, że woda destylowana będzie zawierać elektrolity, oczekiwalibyśmy destylowanej prądy wodne być wyjątkowo niski, więc woda destylowana działa jako kontrola. Użyj miarki 1/2 szklanki, aby wlać 1/2 szklanki wody destylowanej do miski. Do innych misek wlej 1/2 miarki różnych napojów dla sportowców. Umieść czujnik przewodności w wodzie destylowanej, odczytaj i zapisz prąd, a następnie odczytaj i zapisz prądy w napojach dla sportowców. Pomiędzy każdym napojem sportowym przepłucz czujnik przewodności w wodzie destylowanej, aby zapobiec zniekształcaniu wyników kolejnych próbek przez napoje.
Analiza danych
Należy odjąć prąd odczytany z wody destylowanej od prądów odczytanych z napojów dla sportowców, jeśli prąd wody destylowanej różnił się od 0 amperów. Konwertuj wszystkie bieżące odczyty na ampery (z mikroamperów lub miliamperów) i oblicz przewodność różnych napojów dla sportowców na podstawie zmierzonych prądów eksperymentalnie. Ciekawe przyszłe eksperymenty mogą polegać na eksperymentalnym określeniu przewodności innych napojów, takich jak mleko, piwo i lemoniada, i porównywaniu ich z napojami dla sportowców.