در قرن بیستم، روز به روز استفاده از الکتریسیته در زندگی ما بیشتر شده است، تا جایی که امروز میزان مصرف انرژی الکتریکی جهان حدودا شش برابر انرژی حاصل از مصرف مواد غذایی است. این نشان دهنده نقش موثر برق در زندگی کنونی بشر است.
باتری: وسیله ای که انرژی شیمیایی را طی یک واکنش شیمیایی به انرژی الکتریکی تبدیل میکند.
باتری در واقع وسیلهای است که از دو الکترود و یک الکترولیت تشکیل شده که الکترودها درون الکترولیت قرار دارند .
الکترود ها میتوانند دو تیغهی فلزی از دو جنس متفاوت باشند.
الکترولیت : محلولی شیمیایی که با اکترودها واکنش شیمیایی میدهد.
روش ساخت باتری های میوه ای
توجه! برای ساختن این باتری فقط به کمک مادرتان نیاز دارید. اگر می‌پرسید چرا، کافی است نگاهی به لیست مواد لازم بیندازید.
مواد مورد نیاز :
- چند عدد لیموترش (می‌توانید به جای لیمو، از نوشابه یا آبلیمو هم استفاده کنید)
- مقداری سیم مسی
- تعدادی سکه
- چند عدد گیرهی کاغذ
- چاقو
- قیچی
- لامپ کوچک، ساعت دیجیتالی یا هر وسیلهی الکتریکی کم مصرف دیگر که با استفاده از آن بتوان باتری را امتحان کرد.
مراحل انجام کار :
1-ابتدا تکهای از سیم را جدا کنید و یک سر آن را دور گیرهی کاغذ بپیچید.
2- تکهی دیگری از سیم جدا کنید و این بار، یک طرف آن را دور سکه بپیچید ( اگر سکه کثیف است، آن را با آب و صابون بشویید تا تمیز شود).
3-تکهی دیگری نیز از سیم جدا کنید. یک سمت آن را به دور سکه دوم و طرف دیگر را به دور یکی از گیره های کاغذ باقی مانده بپیچید. حالا شما باید سه قطعه سیم، شبیه سیم های شکل زیر داشته باشید.
4- دو عدد لیمو ترش بردارید و آن ها را کمی فشار دهید. لیموها را باید آن قدر فشار دهید که بافت درون آن ها نرم شود، مواظب باشید که پوست آن ها پاره نشود ( اگر لیمو ترش ندارید، می‌توانید دو لیوان بردارید و در آن ها مقداری آبلیمو یا نوشابه بریزید).
5- روی پوست هر یک از لیموها، با چاقو دو برش کوچک ایجاد کنید.
6- سه قطعه سیمی را که در ابتدای کار درست کردید، مطابق شکل زیر درون شکاف‌ها قرار دهید. ( اگر در منزل گیرهی کاغذ ندارید، می‌توانید سیم را به همان صورتی که هست در شکاف‌ها بگذارید. ضمناً در صورتی که به جای لیمو از آبلیمو یا نوشابه استفاده می‌کنید، سیم‌ها را طوری داخل ظرف قرار دهید که با هم تماس نداشته باشند. در این حالت هر یک از لیوان ها مانند یک لیمو ترش عمل میکند) سیم ها را آن قدر فشار دهید که سکه و گیره کاغذ به گوشت درون لیمو برسد.
7- حالا دو سر آزاد سیم ها را به دو سمت لامپ یا ساعت کوچک خود وصل کنید. لامپ روشن می شود! ( اگر همه ی مراحل را درست انجام داده اید ولی لامپ تان روشن نمی شود، جای دو سر سیم را با هم عوض کنید. این مرحله دقیقاً شبیه قرار دادن باتری در دستگاه است. اگر باتری را برعکس بگذارید، دستگاه کار نخواهد کرد ) .
8- زمان کار کردن باتری خود را اندازه بگیرید و روی کاغذ یادداشت کنید.
9- آب لیمو یک اسید است. برای همین گفتیم که می‌توانید به جای آن از آبلیمو یا نوشابه استفاده کنید. ( اگر پشت شیشه های نوشابه را خوانده باشید، حتماً دیده اید که یکی از محتویات آن اسید فسفریک است. )
نتیجه آزمایش/چرایی آزمایش :
در باتری میوه ای شما، دو واکنش شیمیایی روی میدهد. واکنش اول بین فلز گیره ی کاغذ و آب لیمو ( یا نوشابه ) و واکنش دوم بین فلز سکه و آب لیمو انجام می‌شود. چون جنس این دو فلز متفاوت است، الکترون ها بیشتر به یک سمت رانده می‌شوند. این همان چیزی است که “جریان الکتریکی” نامیده می‌شود. اگر هر دو فلز از یک جنس بودند، جریانی نیز وجود نداشت. در مدار ما، الکترون ها از یک سمت شروع به حرکت می‌کنند و پس از طی یک مسیر دایره ای به نقطه ی اول بازمی گردند. عبور آن ها از درون ساعت ( یا لامپ ) باعث می‌شود که ساعت به کار افتد و یا لامپ روشن می شود.در واقع طی این واکنش شیمیایی جریان الکتریسیته در مدار بیرونی (سیم ها ) ایجاد می شود.
پرسش :
- آب لیمو را با مواد اسیدی دیگر ( مثلاً محلول رقیق سرکه در آب، یا آب پرتقال یا … ) جایگزین کنید و ببینید که آیا باز هم باتری شما کار میکند. زمان کار کردن آن بیشتر شده است یا کمتر؟
- این بار، جای لیمو را با یک میوه ی دیگر ( مثلاً سیب زمینی) عوض کنید. فکر می‌کنید باتری کار می کند؟
- لیمو ( یا هر میوه دیگری که استفاده کرده اید ) را از وسط قاچ کنید به طوری که سکه در یک نیمه و گیره یکاغذ در نیمه ی دیگر باشد. آیا لامپ روشن و جریان برقرار است؟
- زمان کار تمام باتری هایی را که ساخته اید، یادداشت کنید. کدام یک بیشتر از همه کار کرده است؟
پاسخ :
- بله بستگی به خاصیت اسیدی دارد ؛ با آب لیمو بیشتر کارکرد.
- بله سیب زمینی خاصیت بازی دارد و میتواند با الکترودها واکنش دهد.
- طبیعتاً لامپ (یا ساعت) از کار می‌افتد، چون مدار قطع شده است و الکترون‌ها نمی توانند جریان پیدا کنند.
- لیموترش از محلول سرکه زمان بیشتر کار کرده که البته به خاصیت اسیدی و بازی محلول بستگی دارد. هرچه اسیدی تر یا بازی تر باشد مدت زمان بیشتری می تواند کارکند.
