აანთეთ ნათურა... ლიმონით!

სირთულე:

საფრთხე:

გააკეთეთ ეს ექსპერიმენტი სახლში

უსაფრთხოება

ექსპერიმენტის დაწყებამდე ჩაიცვით დამცავი ხელთათმანები და სათვალეები.

ჩაატარეთ ექსპერიმენტი უჯრაზე.

უსაფრთხოების ზოგადი წესები

• არ დაუშვათ ქიმიკატების შეხება თვალებთან ან პირთან.
• მოარიდეთ ადამიანებს ექსპერიმენტის ადგილიდან დამცავი სათვალეების გარეშე, ასევე პატარა ბავშვებსა და ცხოველებს.
• შეინახეთ ექსპერიმენტული ნაკრები 12 წლამდე ბავშვებისთვის მიუწვდომელ ადგილას.
• გარეცხეთ ან გაწმინდეთ ყველა მოწყობილობა და მოწყობილობა გამოყენების შემდეგ.
• დარწმუნდით, რომ რეაგენტის ყველა კონტეინერი მჭიდროდ დახურულია და სათანადოდ ინახება გამოყენების შემდეგ.
• დარწმუნდით, რომ ყველა ერთჯერადი კონტეინერი სწორად არის გადაყრილი.
• გამოიყენეთ მხოლოდ აღჭურვილობა და რეაგენტები, რომლებიც მოცემულია კომპლექტში ან რეკომენდებულია მიმდინარე ინსტრუქციებით.
• თუ თქვენ გამოიყენეთ საკვების კონტეინერი ან მინის ჭურჭელი ექსპერიმენტებისთვის, დაუყოვნებლივ გადააგდეთ. ისინი აღარ არის შესაფერისი საკვების შესანახად.

ინფორმაცია პირველადი დახმარების შესახებ

• თუ რეაგენტები მოხვდება თვალებთან, კარგად ჩამოიბანეთ წყლით, აუცილებლობის შემთხვევაში თვალები გაახილეთ. დაუყოვნებლივ მიმართეთ ექიმს.
• გადაყლაპვის შემთხვევაში, ჩამოიბანეთ პირი წყლით და დალიეთ სუფთა წყალი. არ გამოიწვიოს ღებინება. დაუყოვნებლივ მიმართეთ ექიმს.
• რეაგენტების ჩასუნთქვის შემთხვევაში დაზარალებული სუფთა ჰაერზე გაიტანეთ.
• კანთან კონტაქტის ან დამწვრობის შემთხვევაში, დაზიანებული ადგილი ჩამოიბანეთ უამრავი წყლით 10 წუთის ან მეტი ხნის განმავლობაში.
• თუ ეჭვი გეპარებათ, დაუყოვნებლივ მიმართეთ ექიმს. თან წაიღეთ ქიმიური რეაგენტი და მისი კონტეინერი.
• ტრავმის შემთხვევაში, ყოველთვის მიმართეთ სამედიცინო დახმარებას.

• ქიმიკატების არასწორმა გამოყენებამ შეიძლება გამოიწვიოს დაზიანება და ჯანმრთელობა. განახორციელეთ მხოლოდ ინსტრუქციებში მითითებული ექსპერიმენტები.
• გამოცდილების ეს ნაკრები განკუთვნილია მხოლოდ 12 წლის და უფროსი ასაკის ბავშვებისთვის.
• ბავშვების შესაძლებლობები მნიშვნელოვნად განსხვავდება ასაკობრივ ჯგუფებშიც კი. ამიტომ, მშობლებმა, რომლებიც ატარებენ ექსპერიმენტებს შვილებთან ერთად, უნდა გამოიყენონ საკუთარი შეხედულებისამებრ, რათა გადაწყვიტონ, რომელი ექსპერიმენტი არის შესაფერისი და უსაფრთხო მათი შვილებისთვის.
• მშობლებმა უნდა განიხილონ უსაფრთხოების წესები შვილთან ან ბავშვებთან ექსპერიმენტამდე. განსაკუთრებული ყურადღება უნდა მიექცეს მჟავების, ტუტეების და აალებადი სითხეების უსაფრთხო მართვას.
• ექსპერიმენტების დაწყებამდე გაასუფთავეთ ექსპერიმენტის ადგილი ობიექტებისგან, რომლებმაც შეიძლება ხელი შეგიშალოთ. მოერიდეთ საკვების შენახვას ტესტის ადგილთან ახლოს. ტესტირების ადგილი კარგად უნდა იყოს ვენტილირებადი და ახლოს იყოს ონკანთან ან წყლის სხვა წყაროსთან. ექსპერიმენტების ჩასატარებლად დაგჭირდებათ სტაბილური მაგიდა.
• ერთჯერადი შეფუთვაში შემავალი ნივთიერებები უნდა იქნას გამოყენებული მთლიანად ან განადგურდეს ერთი ექსპერიმენტის შემდეგ, ე.ი. პაკეტის გახსნის შემდეგ.

ხშირად დასმული კითხვები

LED არ ანათებს. რა უნდა გააკეთოს?

პირველ რიგში, დარწმუნდით, რომ ლიმონის ნაჭრები ერთმანეთს არ ეხებოდეს.

მეორეც, შეამოწმეთ კავშირის ხარისხი ნიანგის სამაგრებსა და ლითონის ფირფიტებს შორის.

მესამე, დარწმუნდით, რომ LED სწორად არის დაკავშირებული: შავი ნიანგი მიმაგრებულია მოკლე "ფეხზე", წითელი - გრძელი. ამ შემთხვევაში, ნიანგები არ უნდა შეეხონ მეორე "ფეხს", წინააღმდეგ შემთხვევაში წრე დაიხურება!

მაგნიუმის თეფშთან ახლოს წვენი ჩურჩულებს. ეს კარგია?

ყველაფერი კარგადაა. მაგნიუმი არის რეაქტიული ლითონი და რეაგირებს ლიმონმჟავასთან, წარმოქმნის მაგნიუმის ციტრატს და გამოყოფს წყალბადს.

სხვა ექსპერიმენტები

ნაბიჯ ნაბიჯ ინსტრუქციები

1. აიღეთ 2 მაგნიუმის ფირფიტა ქილაში წარწერით "Mg".
2. მოამზადეთ 2 ალიგატორის კლიპი: 1 შავი და 1 თეთრი. დააკავშირეთ მაგნიუმის ფირფიტები შავ-თეთრ ნიანგებს.
3. აიღეთ 2 სპილენძის ფირფიტა ქილაში წარწერით "Cu".
4. შეაერთეთ სპილენძის ზოლი თეთრი ნიანგის თავისუფალ ბოლოში. შეაერთეთ სპილენძის ფირფიტა წითელ ნიანგთან.
5. ლიმონი გავჭრათ შუაზე. ლიმონის ერთ ნახევარში ჩადეთ სპილენძისა და მაგნიუმის ზოლები ერთმანეთისგან მცირე მანძილზე (დაახლოებით 1 სმ). გაიმეორეთ დარჩენილი ორი ნაჭრით, ლიმონის მეორე ნახევრის გამოყენებით. დარწმუნდით, რომ ფირფიტები არ ეხება.
6. აიღეთ LED. შეაერთეთ წითელი ნიანგის თავისუფალი ბოლო LED-ის გრძელ ფეხთან. შეაერთეთ შავი ნიანგის თავისუფალი ბოლო LED-ის მოკლე ფეხთან. LED აანთებს!

განკარგვა

გადაყარეთ ექსპერიმენტიდან მიღებული მყარი ნარჩენები საყოფაცხოვრებო ნარჩენებთან ერთად. გადაწურეთ ხსნარები ნიჟარაში და შემდეგ კარგად ჩამოიბანეთ წყლით.

რაც მოხდა

რატომ იწყებს დიოდი ნათებას?

ექსპერიმენტულ პირობებში ხდება ქიმიური რეაქცია: მაგნიუმის Mg-დან ელექტრონები გადადის სპილენძზე Cu. ელექტრონების ეს მოძრაობა არის ელექტრული დენი. როდესაც ის გადის LED- ში, ის იწვევს მის ანათებს. ამრიგად, ამ ექსპერიმენტში აწყობილი ინსტალაცია მოქმედებს როგორც ბატარეა - დენის ქიმიური წყარო.

შეიტყვეთ მეტი

ამ ექსპერიმენტის მონაწილეები - სპილენძი Cu და მაგნიუმი Mg - ძალიან ჰგვანან ერთმანეთს. ორივე მეტალია. ეს ნიშნავს, რომ ისინი საკმაოდ მოქნილი, მბზინავია და კარგად ატარებენ ელექტროენერგიას და სითბოს. ყველა ეს თვისება ლითონების შიდა სტრუქტურის შედეგია. ის შეიძლება მივიჩნიოთ, როგორც გარკვეული თანმიმდევრობით განლაგებული დადებითი იონები, რომლებიც ერთმანეთთან იმართება ლითონის მთელი ნაწილისთვის საერთო ელექტრონების გამოყენებით. სწორედ ამ საერთოობის გამო ელექტრონებს შეუძლიათ „სიარული“ ლითონის მთელ მოცულობაში.

სტრუქტურაში საერთო მოტივების მიუხედავად, სპილენძი და მაგნიუმი ერთმანეთისგან განსხვავდება. ელექტრონების მთლიანი „პაკეტი“ უფრო ძლიერად ინახება სპილენძის ნაჭერში, ვიდრე მაგნიუმის შემთხვევაში. მაშასადამე, წმინდა თეორიულად, ჩვენ შეგვიძლია წარმოვიდგინოთ პროცესი, რომლის დროსაც ელექტრონები მაგნიუმიდან „გაქცევას“ სპილენძში. თუმცა, ეს გამოიწვევს მუხტების ზრდას: მაგნიუმში დადებითი და სპილენძში უარყოფითი. ეს დიდხანს ვერ გაგრძელდება: ურთიერთ მოგერიების გამო, უარყოფითად დამუხტული ელექტრონების შემდგომი გადაადგილება სპილენძში წამგებიანი იქნება. ამრიგად, მუხტი გროვდება ორი სხვადასხვა ლითონის კონტაქტურ ზედაპირზე.

საინტერესოა, რომ ელექტრონის გადაცემის ხარისხი ერთი მეტალიდან მეორეზე დამოკიდებულია ტემპერატურაზე. ეს კავშირი გამოიყენება ელექტრონულ მოწყობილობებში, რომლებიც ზომავენ ტემპერატურას. უმარტივესი ასეთი მოწყობილობა, რომელიც იყენებს ამ ეფექტს, არის თერმოწყვილი. თერმოწყვილების გამოყენება ახლა ფართოდაა გავრცელებული და ისინი ქმნიან ელექტრონული თერმომეტრების საფუძველს.

დავუბრუნდეთ ჩვენს გამოცდილებას. იმისთვის, რომ ელექტრონები მუდმივად გადავიდეს მაგნიუმიდან სპილენძზე და პროცესი შეუქცევადი გახდეს, აუცილებელია მაგნიუმიდან დადებითი მუხტის ამოღება, ხოლო სპილენძისგან უარყოფითი მუხტის ამოღება. სწორედ აქ მოქმედებს ლიმონი. მნიშვნელოვანია, რა გარემოს ქმნის მასში ჩარჩენილი სპილენძისა და მაგნიუმის ფირფიტებისთვის. ყველამ იცის, რომ ლიმონს მჟავე გემო აქვს ძირითადად მასში შემავალი ლიმონმჟავას გამო. ბუნებრივია, მასში წყალიც არის. ლიმონმჟავას ხსნარს შეუძლია ელექტროენერგიის გატარება: მისი დისოციაციისას ჩნდება დადებითად დამუხტული წყალბადის იონები H+ და უარყოფითად დამუხტული ლიმონმჟავას ნარჩენი. ეს გარემო იდეალურია მაგნიუმისგან დადებითი მუხტისა და სპილენძისგან უარყოფითი მუხტის მოსაშორებლად. პირველი პროცესი საკმაოდ მარტივია: დადებითად დამუხტული მაგნიუმის იონები Mg 2+ გადადიან მაგნიუმის ფირფიტის ზედაპირიდან ხსნარში (ლიმონის წვენში):

Mg 0 – 2e - → Mg 2+ ხსნარი

მეორე პროცესი ხდება სპილენძის ფირფიტაზე. ვინაიდან ის აგროვებს უარყოფით მუხტს, იზიდავს წყალბადის იონებს H+. მათ შეუძლიათ აიღონ ელექტრონები სპილენძის ფირფიტიდან, გადაიქცნენ ჯერ H ატომებად, შემდეგ კი თითქმის მაშინვე H 2 მოლეკულებად, რომლებიც მიფრინავს:

2H + + 2e - → H 2

რატომ ვერ გავუმკლავდებით მხოლოდ სპილენძ-მაგნიუმის წყვილს?

"სპილენძის ფირფიტა - ლიმონი - მაგნიუმის ფირფიტის" სისტემის უახლოესი ანალოგი არის ჩვეულებრივი AA ბატარეა. იგი მუშაობს იმავე პრინციპით: მასში მომხდარი ქიმიური რეაქციები იწვევს ელექტრონების დენის წარმოქმნას, ანუ ელექტროენერგიას. ალბათ შეგიმჩნევიათ, რომ ზოგიერთ მოწყობილობაში AA ბატარეები ზედიზედ არის განლაგებული (ანუ ერთის უარყოფითი პოლუსი მეორის დადებით პოლუსთან არის შეხებაში). უფრო ხშირად ისინი ამას აკეთებენ არა პირდაპირ, არამედ მავთულის ან პატარა ლითონის ფირფიტების მეშვეობით. მაგრამ არსი იგივე რჩება - ეს აუცილებელია ელექტრონებზე მოქმედი ძალის გასაზრდელად და შესაბამისად დენის გასაზრდელად.

ანალოგიურად, ლიმონის ერთ ნაჭერში სპილენძის ფირფიტა დაკავშირებულია მეორის მაგნიუმის ფირფიტასთან. თუ დიოდს მხოლოდ ერთი სპილენძ-მაგნიუმის წყვილი დააკავშირებთ, ის არ დაიწყებს ნათებას, მაგრამ ორი წყვილის გამოყენება სასურველ შედეგამდე მივყავართ.

შეიტყვეთ მეტი

იმ ძალის აღსაწერად, რომელიც იწვევს მუხტების მოძრაობას, ანუ იწვევს ელექტროენერგიის გამომუშავებას, გამოიყენება კონცეფცია ძაბვის. მაგალითად, ნებისმიერი ბატარეა მიუთითებს ძაბვის მნიშვნელობაზე, რომელიც მას შეუძლია შექმნას მასთან დაკავშირებულ მოწყობილობაში ან გამტარში.

მაგნიუმ-სპილენძის ერთი წყვილის მიერ შექმნილი ძაბვა საკმარისი არ არის ამ ექსპერიმენტისთვის, მაგრამ ორი წყვილი უკვე საკმარისია.

რატომ ვიყენებთ სპილენძს და მაგნიუმს? შესაძლებელია თუ არა სხვა წყვილი ლითონის აღება?

ყველა ლითონს აქვს ელექტრონების შეკავების განსხვავებული უნარი. ეს საშუალებას გაძლევთ მოაწყოთ ისინი ე.წ ელექტროქიმიური სერია. ლითონები, რომლებიც ამ მწკრივში მარცხნივ არიან, უარესად იკავებენ ელექტრონებს, ხოლო ისინი, რომლებიც მარჯვნივ არიან, უკეთ იკავებენ ელექტრონებს. ჩვენი გამოცდილებით, ელექტრული დენი წარმოიქმნება ზუსტად იმის გამო, რომ განსხვავებაა სპილენძსა და მაგნიუმს შორის ელექტრონების შეკავების უნარში. ელექტროქიმიურ სერიაში სპილენძი მნიშვნელოვნად არის მაგნიუმის მარჯვნივ.

ჩვენ შეგვიძლია მარტივად ავიღოთ ორი სხვა ლითონი - მხოლოდ აუცილებელია, რომ იყოს საკმარისი განსხვავება ელექტრონების შენარჩუნების მათ სურვილს შორის. მაგალითად, ამ ექსპერიმენტში სპილენძის ნაცვლად შეიძლება გამოყენებულ იქნას ვერცხლი Ag, ხოლო მაგნიუმის ნაცვლად თუთია Zn.

თუმცა, ჩვენ ავირჩიეთ მაგნიუმი და სპილენძი. რატომ?

ჯერ ერთი, ისინი ძალიან ხელმისაწვდომია, განსხვავებით ვერცხლისგან. მეორეც, მაგნიუმი არის ლითონი, რომელიც ერთდროულად აერთიანებს საკმარის აქტივობას და სტაბილურობას. ისევე როგორც ტუტე ლითონები - ნატრიუმი Na, კალიუმი K და ლითიუმი Li - ის ადვილად იჟანგება, ანუ თმობს ელექტრონებს. მეორე მხრივ, მაგნიუმის ზედაპირი დაფარულია მისი ოქსიდის MgO თხელი ფენით, რომელიც არ ნადგურდება 600 o C-მდე გაცხელებისას. ის იცავს ლითონს ჰაერში შემდგომი დაჟანგვისგან, რაც მის გამოყენებას ძალიან კომფორტულს ხდის. პრაქტიკა.

რა სხვა ხილი და ბოსტნეული შეიძლება გამოიყენოთ ლიმონის ნაცვლად?

ბევრი ხილი და ბოსტნეული შესაფერისია ამ ექსპერიმენტისთვის. საკმარისია მხოლოდ წვნიანი რბილობი ჰქონდეთ. მაგალითად, ლიმონის ნაცვლად შეგიძლიათ აიღოთ ვაშლი, ბანანი, პომიდორი ან კარტოფილი. დიდი ყურძენიც კი გამოდგება!

ყველა ეს ბოსტნეული, ხილი და კენკრა შეიცავს საკმარის წყალს, ისევე როგორც ნივთიერებებს, რომლებიც წყალში იშლება (იყოფა დამუხტულ ნაწილაკებად - იონებად). მაშასადამე, მათში ელექტრული დენიც შეიძლება გადიოდეს!

რა არის დიოდი და როგორ მუშაობს იგი?

დიოდები არის პატარა მოწყობილობები, რომლებსაც შეუძლიათ ელექტრო დენი გაიარონ საკუთარ თავში და შეასრულონ სასარგებლო სამუშაო. ამ შემთხვევაში ჩვენ ვსაუბრობთ LED-ზე - როდესაც ელექტრო დენი გადის, ის ანათებს.

ყველა თანამედროვე დიოდი თავის ბირთვში შეიცავს ნახევარგამტარს - სპეციალურ მასალას, რომლის ელექტრული გამტარობა არ არის ძალიან მაღალი, მაგრამ შეიძლება გაიზარდოს, მაგალითად, გაცხელებისას. რა არის ელექტრული გამტარობა? ეს არის მასალის უნარი, გაატაროს ელექტრული დენი თავის მეშვეობით.

ნახევარგამტარის უბრალო ნაწილისგან განსხვავებით, ნებისმიერი დიოდი შეიცავს მის ორ "კლასს". თვით სახელი "დიოდი" (ბერძნულიდან "δίς") ნიშნავს, რომ ის შეიცავს ორ ელემენტს - მათ ჩვეულებრივ უწოდებენ. ანოდიდა კათოდი.

დიოდის ანოდი შედგება ნახევარგამტარისგან, რომელიც შეიცავს ეგრეთ წოდებულ "ხვრელებს" - უბნებს, რომლებიც შეიძლება შეივსოს ელექტრონებით (ფაქტობრივად ცარიელი თაროები სპეციალურად ელექტრონებისთვის). ამ "თაროებს" შეუძლიათ თავისუფლად გადაადგილება მთელ ანოდში. დიოდის კათოდი ასევე შედგება ნახევარგამტარისგან, მაგრამ განსხვავებული. ის შეიცავს ელექტრონებს, რომლებსაც ასევე შეუძლიათ შედარებით თავისუფლად გადაადგილება მასში.

გამოდის, რომ ეს დიოდური კომპოზიცია საშუალებას აძლევს ელექტრონებს ადვილად გადაადგილდნენ დიოდში ერთი მიმართულებით, მაგრამ პრაქტიკულად არ აძლევს მათ საპირისპირო მიმართულებით გადაადგილების საშუალებას. როდესაც ელექტრონები გადადიან კათოდიდან ანოდში, მათ შორის საზღვარზე ხდება "თავისუფალი" ელექტრონების შეხვედრა კათოდში და ელექტრონების ვაკანსიები (თაროები) ანოდში. ელექტრონები სიამოვნებით იკავებენ ამ ვაკანსიებს და მიმდინარეობა წინ მიიწევს.

წარმოვიდგინოთ, რომ ელექტრონები საპირისპირო მიმართულებით მოძრაობენ - ისინი მყუდრო თაროებიდან უნდა გადავიდნენ მასალაში, სადაც ასეთი თაროები არ არის! ცხადია, ეს მათთვის არ არის მომგებიანი და დენი ამ მიმართულებით არ გადმოვა.

ამრიგად, ნებისმიერ დიოდს შეუძლია იმოქმედოს როგორც ერთგვარი სარქველი ელექტროენერგიის გადინებისთვის მასში ერთი მიმართულებით, მაგრამ არა მეორე მიმართულებით. დიოდების ეს თვისებაა, რამაც შესაძლებელი გახადა მათი გამოყენება კომპიუტერული ტექნოლოგიების საფუძვლად - ნებისმიერი კომპიუტერი, სმარტფონი, ლეპტოპი თუ ტაბლეტი შეიცავს პროცესორს, რომელიც დაფუძნებულია მილიონობით მიკროსკოპულ დიოდზე.

LED-ებს, რა თქმა უნდა, სხვა აპლიკაცია აქვთ - განათებასა და ჩვენებაში. სინათლის გამოჩენის ფაქტი დაკავშირებულია ნახევარგამტარული მასალების სპეციალურ შერჩევასთან, რომლებიც ქმნიან დიოდს. ზოგიერთ შემთხვევაში, ელექტრონების იგივე გადასვლას კათოდიდან ანოდის ვაკანსიებზე თან ახლავს სინათლის გათავისუფლება. სხვადასხვა ნახევარგამტარების შემთხვევაში ხდება სხვადასხვა ფერის ლუმინესცენცია. დიოდების მნიშვნელოვანი უპირატესობები სხვა ელექტრო სინათლის წყაროებთან შედარებით არის მათი უსაფრთხოება და მაღალი ეფექტურობა - ელექტროენერგიის შუქად გადაქცევის ხარისხი.

ხდება ისე, რომ რთულ ცხოვრებისეულ სიტუაციაში აღმოჩნდებით, როცა სასწრაფოდ გჭირდებათ ენერგიის წყარო. მაგალითად, თქვენ უნდა დატენოთ მობილური ტელეფონი, ჩართოთ რადიო და ა.შ. ფიზიკისა და ქიმიის საბაზისო ცოდნა საშუალებას მოგცემთ იპოვოთ გამოსავალი ასეთი სიტუაციებიდან. ბევრისთვის საინტერესო იქნება იმის ცოდნა, რომ შეგიძლიათ რადიო „ჩართოთ“ ან დატენოთ მობილური ტელეფონი ვაშლის ან ლიმონისგან.

ამ მიზნებისათვის დაგჭირდებათ:
- ფოლადის კონტაქტი (ფრჩხილი, ქაღალდის სამაგრი, ფოლადის მავთულის ნაჭერი, ფოლადის მონეტა და ასე შემდეგ...);
- სპილენძის კონტაქტი (სპილენძის მონეტა, სპილენძის მავთულის ნაჭერი, ნებისმიერი სპილენძის ფირფიტა და ა.შ.);
- ლიმონი, ხოლო თუ ვაშლს იყენებთ, უნდა აირჩიოთ რაც შეიძლება მჟავე;
- ორი მავთული "ბატარეასთან" დასაკავშირებლად.

პროცედურა:

ეტაპი 1. ვეძებთ შესაფერისი „ენერგიის წყაროს“
უმარტივესი გზაა ვაშლის პოვნა, როდესაც ხარ აგარაკზე, სოფელში ან უბრალოდ ტყეში დაკარგული ხარ. საუკეთესო ვარიანტი იქნება მჟავე ვაშლი, რადგან მჟავა ბატარეის მუშაობის ძირითადი კომპონენტია. თუ არის ლიმონი, მაშინ ეს ყველაზე შესაფერისი ვარიანტია. ასევე შეგიძლიათ გამოიყენოთ ფორთოხალი, კივი და სხვა მსგავსი ხილი.

ეტაპი 2. კონტაქტების დამყარება
თქვენ უნდა ჩადოთ კონტაქტები ლიმონში ან ვაშლში, ჯერ კარგად უნდა გაასუფთაოთ ისინი ქვიშის ქაღალდით, ან წაისვით ქვაზე. კონტაქტები ჩასმულია ერთმანეთისგან 2-3 სანტიმეტრის დაშორებით. რაც უფრო ფართო და გრძელია ჩასმული ელექტროდები, მით მეტ ძაბვას გამოიმუშავებს ბატარეა. თუ მონეტები მოქმედებს როგორც კონტაქტები, მაშინ ისინი პარალელურად უნდა იყოს ჩასმული.

ეტაპი 3. შეაერთეთ ბატარეა
ახლა რჩება მხოლოდ ორი მავთულის დამონტაჟებულ კონტაქტებთან დაკავშირება. შეგიძლიათ უბრალოდ ფრთხილად ჩასვათ ისინი ლიმონში ან ვაშლში კონტაქტებთან ერთად. სულ ეს არის, ბატარეა მზად არის გამოსაყენებლად. იქნება პლიუსი სპილენძის ელექტროდზე, ხოლო მინუსი ფოლადის ელექტროდზე. ძაბვა დამოკიდებული იქნება ელექტროდების ფართობზე და ვაშლის ან ლიმონის მჟავიანობაზე.

ერთ-ერთ ასეთ ბატარეას შეუძლია დაახლოებით 0,5-0,8 ვოლტის მიწოდება. იმისთვის, რომ უბრალო მიმღებმა იმუშაოს ან მობილური ტელეფონმა დაიტენოს, საჭიროა მინიმუმ 3-5 ვოლტის ძაბვა. ასეთი სიმძლავრის მისაღებად, თქვენ უნდა გააკეთოთ რამდენიმე ასეთი "ბატარეა" და დააკავშიროთ ისინი სერიულად. ჩვენს შემთხვევაში, 3 ვოლტის მისაღებად დაგჭირდებათ დაახლოებით 5-6 ასეთი "ბატარეა".

ეტაპი 4. დატენეთ ლიმონები
საინტერესო ფაქტია, რომ ამ გზით შექმნილი „ბატარეების“ დამუხტვა შესაძლებელია. ამ მიზნებისათვის შეგიძლიათ გამოიყენოთ მობილური ტელეფონის დამტენი. ავტორმა გადაწყვიტა ამ მიზნებისთვის კრონას ბატარეის გამოყენება.

წითელი დადებითი მავთული უკავშირდება სპილენძის ელექტროდს, ხოლო შავი უარყოფითი მავთული ფოლადის ელექტროდს. დატენვის შემდეგ „ლიმონის“ კონტაქტებზე გამოჩნდება ძაბვა 1-1,3 ვოლტი.

ყველანაირი ექსპერიმენტისა და ექსპერიმენტის მოყვარულებს ვთავაზობთ არაჩვეულებრივ იდეას - სცადეთ პრიმიტიული ბატარეის აშენება მჟავე ლიმონისგან საკუთარი ხელით. ჩვენ ვხარჯავთ უამრავ ფულს ბატარეებზე, აკუმულატორებზე ტელეფონების, საათების, სათამაშოების გასააქტიურებლად, ისე რომ არ ვიფიქროთ, რომ გარშემორტყმული ვართ ენერგიის ბევრი იაფფასიანი წყაროებით, საიდანაც შეგვიძლია საკუთარი ხელით ავაწყოთ ეკონომიური და მარტივი გალვანური უჯრედი. ნებისმიერ დროს. ჩვენ ვერც კი წარმოვიდგენთ, რამდენი საინტერესო რამ არის გარშემორტყმული!

ექსპერიმენტის ჩასატარებლად დაგვჭირდება, როგორც ზემოთ აღვნიშნე, ლიმონები (8 ცალი), 9 წვრილი მავთული დამჭერებით, 8 პატარა სპილენძის მავთული და ამდენივე გალვანზირებული ლურსმანი, საათი ბატარეით და, რა თქმა უნდა. , ვოლტმეტრი ჩვენ მიერ აშენებული ბატარეის შესაძლებლობების (ძაბვის) შესამოწმებლად.

ლიმონები ხელში მსუბუქად რომ მოვზილოთ, თითოეულ მათგანში ვამაგრებთ სპილენძის მავთულის ნაჭერს და თითო გალვანურ ლურსმანს. ვიღებთ საათს, ვხსნით ბატარეას და მავთულის დახმარებით ვქმნით ელექტრულ წრეს, როგორც ნახატზე. ჩვენ ვაკავშირებთ მავთულის თავისუფალ ბოლოებს პირველი და მერვე ლიმონიდან საათამდე იმ ადგილებში, სადაც ადრე იყო ბატარეა, ვქმნით დახურულ წრეს. ექსპერიმენტის ბოლოს დავინახავთ, როგორ მიდის საათი. მავთულის ბოლოების ვოლტმეტრთან შეერთებით შეგვიძლია დავაკვირდეთ ძაბვას 0,49 ვ.

ადვილია იმის ახსნა, თუ როგორ მუშაობს ჩვენი ხილის ბატარეა. სპილენძი და თუთია ლიმონმჟავასთან შეხებისას წარმოიქმნება ქიმიური რეაქცია, რის შედეგადაც სპილენძი დადებითად დამუხტული ხდება, თუთია კი უარყოფითად დამუხტული ხდება. როდესაც დახურული წრე იქმნება სპილენძის მავთულის და პატარა გალვანზირებული ლურსმნების გამოყენებით, ელექტრო დენი იწყებს მუშაობას. თუთია (ელექტრონების წყარო) არის უარყოფითი პოლუსი ხილის ბატარეა, სპილენძი – დადებითი. ბატარეებში ძაბვა დაკავშირებულია თუთიისა და სპილენძის უნართან, დატოვონ ელექტრონები. ელექტრული დენი დამოკიდებულია ქიმიური რეაქციის დროს გამოთავისუფლებული ელექტრონების რაოდენობაზე.

თუ სახლში ლიმონი არ გაქვთ, ექსპერიმენტის ძირითად მასალად შეგიძლიათ გამოიყენოთ ნებისმიერი სხვა ციტრუსის ხილი, კივი, ბანანი, ვაშლი, მსხალი, კარტოფილი, პომიდორი, კიტრი და ხახვი. ამ ბოსტნეულს და ხილს შეუძლია იმუშაოს როგორც ბატარეა, თუმცა მათი ძაბვა ოდნავ განსხვავდება ლიმონის დენის წყაროსგან. მსხალი მისცემს უმაღლეს ძაბვას, ხოლო კივი - ყველაზე დაბალს. შექმნილი ბატარეების ელექტრულ მახასიათებლებზე გავლენას ახდენს გამოყენებული პროდუქტების მჟავიანობა. რამდენიმე ხილის ბატარეის სერიაში შეერთებით, ჩვენ მივაღწევთ ძაბვის ზრდას გამოყენებული ხილის რაოდენობის პროპორციულად.

სპილენძისა და თუთიის წყვილი შეიძლება შეიცვალოს სხვა კომპონენტებით, მაგალითად, სპილენძი და ალუმინი, ალუმინი და თუთია. მართალია, ამ უკანასკნელ შემთხვევაში ბატარეა გარკვეულწილად სუსტი აღმოჩნდება, ვიდრე "ორიგინალური" ლიმონი.

ზემოთ აღწერილი ექსპერიმენტი პირდაპირი დადასტურებაა იმისა, რომ ადამიანებს შეუძლიათ თავისუფლად გამოიყენონ ბუნებრივი, განახლებადი მასალები ენერგეტიკული მოთხოვნილებების დასაკმაყოფილებლად. ინდუსტრიული მასშტაბის არაერთმა კომპანიამ უკვე დაიწყო უჩვეულო ბატარეების შექმნა ბანანის და ფორთოხლის კანიდან დამუშავებული პროდუქტების გამოყენებით. კომპანია Sony-მ ცოტა ხნის წინ საზოგადოებას წარუდგინა ბატარეა, რომელშიც ელექტროლიტის ნაცვლად ხილის წვენი იყო გამოყენებული. აკუმულატორის 8 მლ წვენით შევსებით, შეგიძლიათ პატარა პორტატული ელექტრონიკა ერთი საათის განმავლობაში. მეცნიერებმა დიდი ბრიტანეთიდან შექმნეს ბატარეის მსგავსი ვერსია დაბალი სიმძლავრის კომპიუტერისთვის IPte1 386 პროცესორით. ექსპერიმენტულად დადასტურდა, რომ 12 კარტოფილი შეიძლება გახდეს კომპიუტერისთვის ენერგიის სრულფასოვანი წყარო.

წვნიანი ხილი, ახალი კარტოფილი და სხვა საკვები პროდუქტები შეიძლება იყოს საკვები არა მხოლოდ ადამიანებისთვის, არამედ ელექტრო მოწყობილობებისთვისაც. მათგან ელექტროენერგიის გამოსამუშავებლად დაგჭირდებათ გალვანზირებული ლურსმანი ან ხრახნი (ანუ თითქმის ნებისმიერი ლურსმანი ან ხრახნი) და სპილენძის მავთულის ნაჭერი. ელექტროენერგიის არსებობის დასადგენად, დაგვჭირდება საყოფაცხოვრებო მულტიმეტრი, ხოლო LED ნათურა ან თუნდაც ბატარეით მომუშავე ვენტილატორი დაგვეხმარება წარმატების უფრო ნათლად დემონსტრირებაში.

ლიმონი ხელებში გახეხეთ, რომ შიდა გარსები დაიშალოს, მაგრამ კანი არ დააზიანოთ. ჩადეთ ლურსმანი (ხრახნი) და სპილენძის მავთული ისე, რომ ელექტროდები მაქსიმალურად ახლოს იყოს ერთმანეთთან, მაგრამ არ შეეხოთ. რაც უფრო ახლოს არის ელექტროდები, მით ნაკლებია მათი დაყოფის ალბათობა ნაყოფის შიგნით დანაყოფით. თავის მხრივ, რაც უფრო უკეთესია იონური გაცვლა ელექტროდებს შორის ბატარეის შიგნით, მით მეტია მისი სიმძლავრე.

ექსპერიმენტის არსი არის სპილენძისა და თუთიის ელექტროდების მოთავსება მჟავე გარემოში, იქნება ეს ლიმონი თუ ძმრის აბაზანა. ფრჩხილი იქნება ჩვენი უარყოფითი ელექტროდი, ანუ ანოდი. ჩვენ მივაკუთვნებთ სპილენძის მავთულს, როგორც დადებით ელექტროდს, ან კათოდს.

მჟავე გარემოში ანოდის ზედაპირზე ხდება ჟანგვის რეაქცია, რომლის დროსაც გამოიყოფა თავისუფალი ელექტრონები. თუთიის თითოეული ატომი კარგავს ორ ელექტრონს. სპილენძი არის ძლიერი ჟანგვის აგენტი და შეუძლია თუთიის მიერ გამოთავისუფლებული ელექტრონების მოზიდვა. თუ თქვენ დახურავთ ელექტრულ წრეს (ნათურას ან მულტიმეტრს დააკავშირებთ იმპროვიზებულ ბატარეას), ელექტრონები ანოდიდან კათოდში მიედინება მისი მეშვეობით, ანუ ელექტრული დენი გამოჩნდება წრედში.

კარტოფილი ბუნებრივად არის შესანიშნავი გარსი და ელექტროლიტი გალვანური უჯრედისთვის. კარტოფილი მუდმივად გვაძლევდა ძაბვას 0,5 ვ-ზე მეტ უჯრედზე, ხოლო ლიმონმა აჩვენა შედეგი დაახლოებით 0,4 ვ. ძაბვის უპირატესობაა ძმარი: 0,8 ვ ერთ უჯრედში. უფრო მაღალი ძაბვის მისაღებად, შეაერთეთ ელემენტები სერიულად. უფრო ძლიერი მომხმარებლების (გულშემატკივართა) გასაძლიერებლად - პარალელურად.

კათოდის ზედაპირზე, ანუ უარყოფითად დამუხტულ ელექტროდზე, ხდება შემცირების რეაქცია: მჟავაში შემავალი წყალბადის კათიონები (დადებითად დამუხტული იონები) იღებენ დაკარგული ელექტრონებს და გადაიქცევიან წყალბადად, რომელიც გამოდის ბუშტების სახით. მჟავა ანიონების (უარყოფითად დამუხტული იონების) კონცენტრაცია ხდება კათოდთან, ხოლო თუთიის კათიონები ანოდთან. ელექტროლიტში მუხტების დასაბალანსებლად აუცილებელია ბატარეის შიგნით ელექტროდებს შორის იონური გაცვლის უზრუნველყოფა.

ნიადაგის მჟავიანობის გაზრდა აგრონომებისთვის პრობლემაა, ელექტრო ინჟინრებისთვის კი სიხარული. ნიადაგში წყალბადის და ალუმინის იონების შემცველობა საშუალებას გაძლევთ სიტყვასიტყვით ჩაყაროთ ორი ჯოხი (ჩვეულებისამებრ, თუთია და სპილენძი) ქვაბში და გამოიმუშავოთ ელექტროენერგია. ჩვენი შედეგია 0,2 ვ. შედეგის გასაუმჯობესებლად ნიადაგი უნდა მორწყოთ.

მნიშვნელოვანია გვესმოდეს: ელექტროენერგია არ წარმოიქმნება ლიმონისგან ან კარტოფილისგან. ეს სულაც არ არის ორგანულ მოლეკულებში არსებული ქიმიური ობლიგაციების ენერგია, რომელიც შეიწოვება ჩვენი ორგანიზმის მიერ საკვების მოხმარების შედეგად. ელექტროენერგია წარმოიქმნება ქიმიური რეაქციების შედეგად, რომელშიც შედის თუთია, სპილენძი და მჟავა, და ჩვენს ბატარეაში ეს არის ფრჩხილი, რომელიც ემსახურება როგორც სახარჯო მასალას.