Меню

Получение электрического тока из овощей

masterok

Мастерок.жж.рф

Хочу все знать

Как добыть электричество из овощей и фруктов masterok June 7th, 2018

Оказавшись на необитаемом острове, современный Робинзон мог бы не отказывать себе в удовольствии пользоваться плеером, смартфоном или карманным фонариком при условии, что он умел бы добывать электричество из кокосов и бананов.

Наверняка многие из курса физики помнят или слышали, что из обыкновенного картофеля, и не только из него, можно добыть немного электричества.
Что для этого необходимо, и возможно ли таким способом зажечь маломощный фонарик, светодиодные часы, питающиеся от круглых батареек 1-2Вольт или заставить работать радиоприемник?

И, да и нет, давайте разбираться подробнее.

Чтобы понять, что напряжение из картошки это не выдумка, а вполне реальная вещь, достаточно воткнуть в одну единственную картофелину острые щупы от мультиметра и вы тут же увидите на экране несколько милливольт.

Если немного усложнить конструкцию, например с одной стороны в клубень вставить медный электрод или бронзовую монетку, а с другой стороны что-нибудь алюминиевое или оцинкованное, то уровень напряжения существенным образом вырастет.

Сок картофеля содержит в себе растворенные соли и кислоты, которые являются по сути естественным электролитом.

Кстати, с одинаковым успехом можно использовать для этого лимоны, апельсины, яблоки. Таким образом, все эти продукты могут питать не только людей, но и электроприборы.

Внутри таких фруктов и овощей, из-за окисления, с погруженного анода (оцинкованный контакт) будут утекать электроны. А притягиваться они будут к другому контакту — медному. При этом не путайте, электричество здесь образуется не прямо из картошки. Оно хорошо вырабатывается именно благодаря химическим процессам между тремя элементами:

  • цинк
  • медь
  • кислота

И именно цинковый контакт здесь служит как расходка. Все электроны утекают с него. При определенных условиях даже земляная почва может дать электричество. Главное условие — ее кислотность.

Земляная батарейка

Повышенная кислотность почвы — проблема для агрономов, но радость для электротехников. Содержание ионов водорода и алюминия в земле позволяет буквально воткнуть в горшок две палки (как обычно, цинковую и медную) и получить электричество. Наш результат — 0,2 В. Для улучшения результата почву стоит полить.

Важно понимать: электричество вырабатывается не из лимона или картошки. Это вовсе не та энергия химических связей в органических молекулах, которая усваивается нашим организмом в результате потребления пищи. Электроэнергия возникает благодаря химическим реакциям с участием цинка, меди и кислоты, и в нашей батарейке именно гвоздь служит расходным материалом.

Сборка батарейки из картошки

Итак, вот что необходимо для сборки более или менее емкостной батарейки:

Картошка, несколько штук, так как от одной толку будет мало.

Медные, желательно одножильные провода, чем больше сечением, тем лучше.

Оцинкованные и медные гвозди или шурупы (можно использовать просто проволоку).

Гвозди как раз таки и будут играть основную роль в выработке электричества для фонарика, оцинкованные — это минусовой контакт (анод), обмедненные — это плюс (катод).

Если применить вместо оцинкованных простые гвозди, то вы потеряете в напряжении до 40-50%. Но как вариант, работать все равно будет.

То же самое относится и к применению алюминиевой проволоки вместо гвоздей. При этом, увеличение расстояния между электродами в одной картофелине особой роли не играет.

Берете медные провода (моно жилу) сечением 1,5-2,5мм2, длиной 10-15см. Зачищаете их от изоляции и приматываете к гвоздику.

Лучше всего конечно припаять, тогда и потери напряжения будут гораздо меньше.

Один медный гвоздь с одной стороны провода, а оцинкованный с другой.

Далее раскладываете картофелины и последовательно втыкаете в них гвозди. При этом в каждый клубень втыкаются разные гвозди, от разных пар проводов. То есть в каждую картошку у вас должен быть воткнут одни цинковый контакт и один медный.

Соединяются разные клубни между собой, только через гвозди из различных материалов — медь+цинк — медь+цинк и т.д.

Замеры напряжения

Допустим у вас три картохи, и вы соединили их между собой вышеописанным образом. Чтобы узнать какое же напряжение получилось, воспользуйтесь мультиметром.

Переключаете его в режим измерения ПОСТОЯННОГО напряжения и подключаете измерительные щупы к проводникам крайних картофелин, т.е. к начальному плюсовому контакту (медь) и конечному минусовому (цинк).

Даже на трех картофелинах среднего размера можно получить почти 1,5 Вольта.

Если же по максимуму уменьшить все переходные сопротивления, а для этого:

  • в качестве медного электрода использовать не гвоздь, а саму же проволоку, которой собирается схема
  • в контактах применить пайку

то всего 4 картошки способны выдать до 12 вольт!

Если ваш дешевый фонарик запитывается от трех пальчиковых батареек, то для успешного его свечения вам понадобится порядка 5 вольт. То есть, картошек при использовании обычных проводов нужно минимум в три раза больше.

Для этого кстати, не обязательно искать дополнительные клубни, достаточно ножом разрезать существующие на несколько частей. После чего проделать с проводками и гвоздиками всю ту же самую процедуру.

В каждый разрезанный клубень последовательно вставить один оцинкованный и один медный гвоздик. В итоге вполне реально получить постоянное напряжение более чем 5,5В.

А можно ли теоретически из одной единственной картошки, получить 5 вольт и при этом добиться того, чтобы вся сборка по размеру была не больше пальчиковой батарейки? Можно и очень легко.

Отрезаете маленькие кусочки сердцевины с картошки, и прокладываете их между плоскими электродами, например монетками из разного металла (бронза, цинк, алюминий).

В итоге у вас должно получится что-то наподобие сэндвича. Даже один кусочек такой сборки способен давать до 0,5В!
А если собрать их несколько штук вместе, то требуемое значение до 5В легко получится на выходе.

Сила тока

Казалось бы все, цель достигнута, и осталось только найти способ подключить проводки к контактам питания фонарика или светодиодов.

Однако проделав такую процедуру и собрав не слабую конструкцию из нескольких картох, вы будете очень сильно разочарованы итоговым результатом.
Маломощные светодиоды конечно будут светиться, как-никак напряжение вы все-таки получили. Однако уровень яркости их свечения будет катастрофически тусклым. Почему так происходит?

Потому что, к сожалению, такой гальванический элемент дает ничтожно низкий ток. Он будет настольно малым, что даже не все мультиметры способны его замерить.

Кто-то подумает, раз не хватает тока, нужно добавить еще побольше картошки и все получится.

Безусловно, существенное увеличение клубней позволит поднять рабочее напряжение.

При последовательном соединении десятков и сотен картошек, увеличится напряжение, но не будет самого главного — достаточной емкости для увеличения силы тока.

Да и конструкция вся эта не будет рационально пригодной.

Практичный способ с варенной картошкой

Но все-таки, есть ли простой способ, как повысить мощность такой батарейки и уменьшить габариты? Да, есть.

Например, если для этой цели использовать не сырую, а варенную картошку, то мощность такого источника электричества увеличивается в несколько раз!

Читайте также:  Аппарат синусоидальных модулированных токов

Чтобы собрать удобную компактную конструкцию, воспользуйтесь корпусом от старой батарейки формата С (R14) или D(R20).

Удаляете все содержимое внутри (естественно, кроме графитового стержня).

Вместо начинки все пространство заполняете варенной картошкой.

После чего собираете конструкцию батарейки в обратном порядке.

Цинковая часть корпуса старой батарейки, здесь играет существенную роль.

Общая площадь внутренних стенок получается гораздо большей, чем просто воткнутые гвоздики в сырую картоху.

Отсюда и большая мощность и КПД.

Один такой источник питания будет легко выдавать почти 1,5 вольта, также как и маленькая пальчиковая батарейка.

Но самое главное для нас это не вольты, а миллиамперы. Так вот, такая «вареная» модернизация, способна обеспечить ток до 80мА.

Такими батарейками можно запитать приемник или электронные светодиодные часы.

Причем вся сборка проработает уже не секунды, а несколько минут (до десяти). Больше батареек и картохи, больше автономного времени работы.

Лимонная батарейка

Уксусная батарейка. Формочка для льда поможет сконструировать многоэлементную батарею с уксусом в качестве электролита. Используйте оцинкованные шурупы и медную проволоку в роли электродов. Заправив батарею уксусом и подключив к ней светодиодную лампу, попробуйте постепенно засыпать и размешивать поваренную соль в ячейках: яркость свечения будет расти на глазах.

Сочные фрукты, молодой картофель и другие пищевые продукты могут служить питанием не только для людей, но и для электроприборов. Чтобы добыть из них электричество, понадобятся оцинкованный гвоздь или шуруп (то есть практически любой гвоздь или шуруп) и отрезок медной проволоки. Чтобы зафиксировать присутствие электричества, нам пригодится бытовой мультиметр, а более наглядно продемонстрировать успех поможет светодиодный светильник или даже вентилятор, рассчитанные на питание от батареек.

Разомните лимон в руках, чтобы разрушить внутренние перегородки, но не повредите кожуру. Воткните гвоздь (шуруп) и медную проволоку так, чтобы электроды располагались как можно ближе друг к другу, но не соприкасались. Чем ближе будут находиться электроды, тем меньше вероятность, что они окажутся разделены перегородкой внутри фрукта. В свою очередь, чем лучше ионный обмен между электродами внутри батарейки, тем больше ее мощность.

Суть опыта в том, чтобы поместить медный и цинковый электроды в кислую среду, будь то лимон или ванночка с уксусом. Гвоздь послужит нам отрицательным электродом, или анодом. Медную проволоку назначим положительным электродом, или катодом.

В кислой среде на поверхности анода протекает реакция окисления, в процессе которой выделяются свободные электроны. С каждого атома цинка уходит два электрона. Медь — сильный окислитель, и она может притягивать электроны, освобожденные цинком. Если замкнуть электрическую цепь (подключить к импровизированной батарейке лампочку или мультиметр), электроны потекут от анода к катоду через нее, то есть в цепи возникнет электричество.

Источник

Исследовательская работа по физике на тему «Сила тока в овощах и фруктах»

Работа посвящена необычным источникам энергии. В окружающем нас мире очень важную роль играют химические источники тока. Они используются в мобильных телефонах и космических кораблях, в крылатых ракетах и ноутбуках, в автомобилях, фонариках и обыкновенных игрушках.

Каждый день человек сталкивается с батарейками, аккумуляторами, топливными элементами.

Слово «энергия» прочно вошло в обиходный словарь начала XXI в. человечество в последнее время сталкивается с дефицитом энергоресурсов. Грядущее истощение запасов нефти и газа побуждает ученых искать новые возобновляемые источники энергии.

Возобновляемые источники сырья и способы получения из них энергии – магистральная тема многих университетских исследований. Лаборатория в Нидерландах изучает возможность получения электричества из растений, точнее, из корневой системы растений и из бактерий, находящихся в почве. Энергия солнца, энергия ветра, энергия приливов и отливов возобновляемым источникам энергии в последнее время все чаще причисляют и растения. Ведь только зеленое растение является той единственной в мире лабораторией, которая усваивает солнечную энергию и сохраняет ее в виде потенциальной химической энергии органических соединений, образующихся в процессе фотосинтеза.

Один из альтернативных источников энергии – процесс фотосинтеза. Процесс фотосинтеза, протекающий в клетке растения, является одним из главных процессов

В ходе него происходит не только разделение молекул воды на кислород и водород, но и сам водород в какой-то момент оказывается разделенным на составные части — отрицательно заряженные электроны и положительно заряженные ядра.

Так что, если в этот момент ученым удастся «растащить» положительно и отрицательно заряженные частицы в разные стороны, то, по идее, можно получить замечательный живой генератор, топливом для которого служили бы вода и солнечный свет, а кроме энергии, он бы еще производил и чистый кислород.

Возможно, в будущем такой генератор и будет создан. Но для осуществления этой мечты нужно отобрать наиболее подходящие растения, а может быть, даже научиться изготавливать хлорофилловые зерна искусственно, создать какие-то мембраны, которые бы позволили разделять заряды.

Данные исследований лаборатории молекулярной биологии и биофизической химии «Московского физико-технического университета» по созданию таких мембран показали, что живая клетка, запасая электрическую энергию в митохондриях, использует ее для произведения очень многих работ: строительства новых молекул, затягивания внутрь клетки питательных веществ, регулирования собственной температуры. С помощью электричества производит многие операции и само растение: дышит, движется (как это делают листочки всем известной мимозы-недотроги), растет.

Описание исследования

Объект исследования: сила тока в овощах и фруктах.

Предмет исследования: сила тока и напряжения в овощах и фруктах.

Цель исследования: исследование овощей и фруктов как природных источников тока.

Задачи исследования:

  1. Экспериментальным путем узнать силу тока в разных овощах и фруктах.
  2. Собрать овощную цепь, найти лучший экземпляр и запитать светодиод.
  3. Анализ.

Вывод по результатам исследования: из овощей и фруктов можно получить электрический ток, однако напряжение в каждом из них разное. Фруктовые батарейки дают очень слабый ток в цепи. Однако развитие данного направление — это огромный вклад в вопросы мировой экологии, и оно непременно должно развиваться дальше

Основная часть

1.1. Описание и анализ проблемной ситуации

В настоящее время хозяйственная деятельность человека все чаще становится основным источником загрязнения окружающей среды. Мы и не подозреваем, к чему приводит наше легкомысленное отношение к правилам утилизации отходов. Природа не в силах «переварить» весь мусор. Например для разложения выработавших свой ресурс пальчиковых батареек требуется не менее 10 лет.

Подсчитано, что одна пальчиковая батарейка, беспечно выброшенная в мусорное ведро, может загрязнить тяжелыми металлами около 20 квадратных метров земли, а в лесной зоне это территория обитания двух деревьев, двух кротов, одного ежика и нескольких тысяч дождевых червей! В батарейках содержится множество различных металлов — ртуть, никель, кадмий, свинец, литий, марганец и цинк, которые имеют свойство накапливаться в живых организмах, в том числе и в организме человека, и наносить существенный вред здоровью.

Читайте также:  Реле рв 142 220в 1 20сек присоединение переднее пост тока

А что если заменить эти батарейки экологически чистыми источниками электрического тока? Наверняка многие слышали, что можно экономить на обычных батарейках, заменяя их фруктовыми. Российские ученые давно выяснили, что обычные овощи и фрукты полезны не только с точки зрения питания. Апельсины, лимоны и другие фрукты и овощи — это идеальный электролит для выработки бесплатного электричества, правда не столь мощного, как у обычных батареек.

Индийские ученые предлагают использовать фрукты, овощи и отходы от них при производстве источников питания для несложной бытовой техники с низким потреблением энергии. Внутри необычных батареек — паста из переработанных бананов, апельсиновых корок и других овощей-фруктов и электроды из цинка и меди. Одновременное действие четырех таких батареек позволит запустить стенные часы, пользоваться электронной игрой и карманным калькулятором, а для ручных часов и одной батарейки хватит.

1.2. Электрический ток

Что называют электрическим током? И что необходимо для его возникновения и существования в течение нужного нам времени?

Электрический ток — это упорядоченное движение заряженных частиц

Чтобы получить электрический ток в проводнике и поддерживать его длительное время, необходим источник электрического тока. Источники тока бывают различные, но во всяком 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.

В источниках тока в процессе работы по разделению заряженных частиц происходит превращение механической, внутренней, химической энергии в электрическую. Наиболее распространенными источниками тока являются химические. Например, гальванический элемент. В гальваническом или химическом источнике происходят химические реакции, и внутренняя энергия, выделяющаяся при этих реакциях, превращается в электрическую.

1.3. История создания химических источников тока

История химических источников тока началась один из ноябрьских дней 1770 года, когда профессор анатомии и физиологии Белонского университета Луиджи Гальвани был поражен странным явлением: находившиеся на столе обезглавленные лягушки, над которыми производил опыты Л. Гальвани, вздрагивали. Особенно сильное сокращение мышц наблюдалось, когда соединяющая проволока оказывалась состоящей из двух металлов – меди и цинка.

Гальвани был физиологом, а не физиком, поэтому он видел причину явления в «животном электричестве». Опыты Гальвани очень заинтересовали его соотечественника, физика Алессандро Вольта. Вместо теории «животного электричества» он выдвинул теорию «металлического электричества»

Вольта доказал, что различные металлы, соединенные через проводящий электролит (прокладки в кислоте), дают электрический ток. В честь Вольта единица напряжения тока и названа вольтом. А в честь Гальвани, хоть он и ошибался, все источники электричества, подобные описанному, стали называть гальваническими элементами. При этом к созданию гальванических элементов Гальвани не имел никакого отношения!

В действительности оказалось, что Гальвани не так уж и ошибался – живые ткани все-таки вырабатывают электричество, но чрезвычайно малой мощности.

Вольтовый столб Вольтовый столб

Всего через год после этого, в 1803 году, русский физик Василий Петров для демонстрации электрической дуги собрал самую мощную химическую батарею, состоящую из 4200 медных и цинковых электродов. Выходное напряжение этого монстра достигало 2500 вольт. Впрочем, ничего принципиально нового в этом «вольтовом столбе» не было.

Элемент Даниэля Элемент Даниэля

В 1836 году английский химик Джон Дэниель усовершенствовал элемент Вольта, поместив цинковый и медны й электроды в раствор серной кислоты. Эта конструкция стала называться «элементом Даниэля».
В 1859 году французский физик Гастон Плантэ изобрел свинцово-кислотный аккумулятор. Этот тип элемента и по сей день используется в автомобильных аккумуляторах.

Свинцово-кислотный и марганцево-цинковый аккумуляторы Свинцово-кислотный и марганцево-цинковый аккумуляторы

Начало промышленного производства первичных химических источников тока было заложено в 1865 г. французом Ж.Л. Лекланше, предложившим марганцево-цинковый элемент с солевым электролитом.

В 1890 году в Нью-Йорке Конрад Губерт, иммигрант из России, создает первый карманный электрический фонарик. А уже в 1896 году компания NationalCarbon приступает к массовому производству первых в мире сухих элементов Лекланше «Columbia». Самый долгоживущий гальванический элемент серно-цинковая батарея, изготовленная в Лондоне в 1840 г. До 1940 г. марганцево-цинковый солевой элемент был практически единственным используемым химическим источником тока.

Серно-цинковая батарея Серно-цинковая батарея

1.4. Принцип действия химических источников тока

Химическими источниками тока — это устройства, вырабатывающие электрический ток за счет энергии окислительно-восстановительных реакций химических реагентов.
Основу химических источников тока составляют два металлических электрода: катод, содержащий окислитель, и анод, содержащий восстановитель, контактирующие с электролитом.

Действие химических источников тока основано на двух пространственно раздельных процессах: при замкнутой внешней цепи на катоде происходит реакция окисления, образующиеся свободные электроны переходят по внешней цепи к аноду, где они участвуют в реакции восстановления. Таким образом, поток отрицательно заряженных электронов по внешней цепи идет от анода к катоду, то есть от отрицательного электрода (отрицательного полюса химического источника тока) к положительному. Это соответствует протеканию электрического тока в направлении от положительного полюса к отрицательному, так как направление тока совпадает с направлением движения положительных зарядов в проводнике.

В современных химических источниках тока используются:

  • на аноде в качестве восстановителя — свинец, кадмий, цинк и другие металлы;
  • на катоде в качестве окислителя — оксид свинца, медь;
  • в качестве электролита — растворы щелочей, кислот или солей.

Исследовательская часть

Для эксперимента мне понадобились:

  • Фрукты и овощи (лимон, груша, 3 яблока, картофель, лук, капуста).
  • Провода, зажимы.
  • Мультиметр.
  • Латунные, железные, медные гвоздики.
  • Светодиод.

Измерение напряжения, силы тока овощей и фруктов

Измерения проводились с помощью мультиметра выставленного в положение силы тока мкА (в некоторых случаях в мА). Напряжение V выставлено до 2В. Медный, латунный и железный гвоздик вставляем в овощи или фрукты. Далее экспериментально измеряем с помощью мультиметра и анализируем силу тока и напряжение таких батарей.

1. Лимон

Измерение силы тока и напряжения на лимоне Измерение силы тока и напряжения на лимоне

На снимке видно, что сила тока в данном фрукте составила 43,5 мкА, а напряжение составляет 0,947В.

2. Груша

Сила тока и напряжение груши Сила тока и напряжение груши

Сила тока на показанном фото составляет 178,8 мкА, а напряжение 1,002 В.

3. Яблоки
В работе было протестировано 3 яблока.

Измерение показателей яблока 1 Измерение показателей яблока 1

Яблоко 1: Сила тока 95,6 мкА, а напряжение 0,983 В.
Яблоко 2: сила тока составляет 115,5 мкА, а напряжение 1,005В.
Яблоко 3: сила тока 109,3 мкА, а напряжение 0,944 В.

6. Картофель

Измерение силы тока и напряжения картофеля Измерение силы тока и напряжения картофеля

Сила тока на изображенном фото составляет 101,0 мкА, а напряжение 0,905 В.

7. Вареный картофель

Измерение силы тока и напряжения вареного картофеля Измерение силы тока и напряжения вареного картофеля

На изображенном фото сила тока в овоще составляет 1,441 мА, а напряжение 0,819 В.

8. Лук

Измерение лука мультиметром Измерение лука мультиметром

На показанном фото показано, что измеренная мультиметром сила тока составляет – 91,8 маК, а напряжение 0.819 В.

9. Запеченное яблоко

Производим замеры запеченного яблока Производим замеры запеченного яблока

Читайте также:  Чем обозначается направление тока в проводнике

В эксперименте с запеченным яблоком сила тока составила 1,690 мА, а напряжение 0,690В.

10. Капуста

Результаты измерения капусты Результаты измерения капусты

На представленном фото сила тока в капусте составляет 7,33 мкА, а напряжение 0,844 В.

Анализ измерений

Анализируя показатели мулитиметра выставленного в положении мкА и В, можно сказать что, сила тока в овощах и фруктах присутствует, причем в сырых и вареных овощах значения разные. Данные предоставлены в таблице ниже.

Источник



Исследовательская работа. Тема: «Источники тока из овощей и фруктов», 2015 г.

Старкова Галина Викторовна

Источники тока стали неотъемлемой частью нашей жизни. Потребление электрической энергии растет все больше и больше. И первоочередной задачей энергетики становятся поиски новых источников, в том числе и нетрадиционных.

В Индии создали батарейку на пасте из фруктов и овощей. В Австралии в 2003 году запущена электросиловая установка на ореховой скорлупе, компания Sоnу создала батарейку, работающую на фруктовом соке, а группа ученых из Великобритании создала компьютер, источником питания для которого является картошка. Я решил, что моя работа будет посвящена необычным источникам энергии. В моей работе осуществлена попытка поиска источников электрического тока в отдельных видах овощей и фруктов.

Цель моей работы: Получение электрического тока из фруктов и овощей

Скачать:

Вложение Размер
Исследовательская работа » источники тока из овощей и фруктов» 2.69 МБ
Исследовательская работа » источники тока из овощей и фруктов» 1.61 МБ
Предварительный просмотр:

Чтобы пользоваться предварительным просмотром создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

Эксперимент № 1.
Лимон-батарейка

Напряжение
а). Лимон немятый б). Лимон мятый

Эксперимент № 7, 8
Груша
Помидор
Цель работы
Проверить могут фрукты и овощи выполнять роль источника тока.

Эксперимент № 1.
Лимон-батарейка

Эксперимент № 5,6
Луковица
Соленый огурец

Эксперимент будущего —
Изучить возможности практического применения полученной батарейки.

Тема: Источники тока из овощей и фруктов
Работу выполнил:
Ученик 8 «б» класса, МБОУ КСОШ№1
Захаров Никита
Руководитель: Старкова Галина Викторовна, учитель физики

Зависимость силы тока, напряжения, сопротивления от исследуемых овощей и фруктов
Сравнительная диаграмма
Александро
Вольта- изобретатель источника постоянного электрического тока
Вольтов столб

Эксперимент № 3,4
Картофель
Свекла

изучение овощных и фруктовых источников тока.

Объект исследования:
фрукты и овощи

Таблица 1.
Сила тока, напряжение и сопротивление, исследуемых овощей и фруктов
Название фрукта, овоща
Сила тока, А
Напряжение, В
Сопротивление,
Ом
Лимон
Лимон
мятый
0,1
0,5
0,3
0,8
3
1,8
Яблоко
0,3
0,5
1,66
Картошка
0,2
0,5
2,5
Свекла
0,1
0,3
3
Лук
0,4
0,5
1,25
Апельсин
0,3
0,5
1,66
Помидор
0,9
0,6
0,33
Банан
0,2
0,3
1,5
Соленый огурец
2,5
0,7
0,28
Груша
0,5
0,7
1,4

Сила тока
а). Яблоко красное
б). Яблоко зеленое
Задачи:
1. Ознакомиться с принципом работы батарейки.
2. Создать фруктовую и овощную батарейку.
3. Провести исследования фруктово-овощных батареек.

Гальванический элемент из яблока

Цель:
из яблока изготовить источник тока
.

Напряжение
а). Яблоко красное б). Яблоко зеленое

Источник

3. Зарубежный опыт использования альтернативных источников энергии

Первая в мире силовая установка, топливом для которой служит скорлупа орехов, была официально открыта 18 сентября в Гимпи, к северу от Брисбена, на юго-восточном побережье Австралии. В первый год она должна обеспечить электричеством порядка 1200 домов провинции Квинсленд. Зеленый генератор, строительство которого обошлось в 3 миллиона австралийских долларов, является плодом совместного предприятия, созданного правительственной компанией Ergon Energy и расположенной в Гипми компанией Suncoast Gold Macadamias, третьего по величине в мире производителя орехов. Каждый час эта электростанция будет перерабатывать до 1.680 килограммов ореховой скорлупы, производя при этом 1,5 мегаватта электричества.

В индийском городе Тирупати ученые университета решили использовать фрукты, овощи и отходы от них для производства альтернативных источников питания для несложной бытовой техники с низким потреблением энергии. Батарейки содержат внутри пасту из переработанных бананов, апельсиновых корок, и других овощей, и фруктов. В которую внедрены электроды из цинка и меди. Одновременное действие четырех таких батареек позволяет запустить стенные часы, пользоваться электронной игрой и карманным калькулятором, а для ручных часов и одной батарейки хватает. Новинка индийской электроники рассчитана, прежде всего, на жителей сельских районов страны, которые могут сами заготавливать фруктово-овощные ингредиенты для подзарядки биобатареек.

А в 2010 году японская компания «Сони» представила на научном конгрессе в США миниатюрную электрическую батарею, работающую на фруктовом соке. Сделанная учеными компании «биобатарейка» размером 2 на 4 сантиметра и мощностью 10 милливатт может использоваться в мобильных телефонах, ноутбуках, плейерах. 8 миллилитров сока хватает примерно на 1 час. Работа над необычным источником питания велась специалистами «Сони» на протяжении нескольких лет в строгом секрете. В 2007 году был изготовлен действующий опытный образец мощность 1,5 милливатта, в 2009 году — мощностью 5 милливатт. Сейчас компания считает новинку достойной представления массовому потребителю.

4. Практическая часть

4.1. Состав фруктов и овощей

Растения содержат 6498% воды, углеводы, органические кислоты (яблочную, лимонную, винную, бензойную, муравьиную), азотистые вещества, жир, дубильные и красящие вещества, эфирные масла, ферменты, фитонциды, витамины, минеральные вещества.

Фрукты содержат органические кислоты: например, лимонная кислота присутствует в апельсинах, лимонах и других цитрусовых, яблочная кислота в яблоках и винная кислота в винограде. Именно соотношение сахара и кислотности чаще всего используется в технологических характеристиках фруктовых продуктов.

Яблочная кислота найдена в яблочном и виноградном соке, ее так же можно обнаружить в соке из крыжовника и ревеня. В незначительных количествах присутствуют другие органические кислоты: молочная, янтарная, глицериновая, изолимонная. Одним из преимуществ содержания во фруктах различных органических кислот является широкий диапазон pH , встречающийся во фруктовых группах.

Соотношение кислоты и щелочи в каком-либо растворе называется кислотно-щелочным равновесием (КЩР), хотя физиологи считают, что более правильно называть это соотношение кислотно-щелочным состоянием. КЩР характеризуется специальным показателем рН (powerHydrogen «сила водорода»), который показывает число водородных атомов в данном растворе. При рН, равном 7,0, говорят о нейтральной среде. Чем ниже уровень рН, тем среда более кислая (от 6,9 до 0). Щелочная среда имеет высокий уровень рН (от 7,1 до 14,0). [14]

Таким образом, мы видим, что большинство фруктов содержит в своем составе слабые растворы кислот. Именно поэтому их можно легко превратить в простейший гальванический элемент.

Создание и исследование источников электрической энергии из овощей и фруктов

Для проведения экспериментов мне понадобились (Приложение 1, фото 2):

фрукты и овощи (лимон, яблоко, сырой картофель, свежий огурец);

медные и оцинкованные пластины;

Измерение силы тока и напряжения, вырабатываемого одним элементом

Медную и цинковую пластину вставляем в овощи или фрукты. Далее я экспериментально измерила с помощью мультиметра и проанализировала силу тока и напряжение таких батарей.

Источник