Альтернативные источники энергии

Школьная научно-практическая конференция «Я – исследователь»

Исследовательская работа

Тема: «Альтернативные источники энергии»

Направление: Естествознание (физика, астрономия)

Автор: Воробьева Ирина,

7в класс, МАОУ «СОШ № 62 г. Челябинска»

Руководитель:

Валикаева Эльмира Шамилевна,

учитель физики

Челябинск, 2023

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение 3

Основная часть 4

Заключение 6

Список литературы 7

Введение

Перед человечеством в настоящее время стоит задача освоения экологически чистых источников энергии, в т.ч. обсуждается вопрос источников электроэнергии. Электроэнергия вырабатывается на электростанциях. В зависимости от источника энергии различают тепловые электростанции (ТЭС), гидроэлектрические станции (ГЭС), атомные электростанции (АЭС). Кроме традиционных электростанций, сейчас всё чаще можно встретить нетрадиционные, где в электроэнергию преобразуется энергия ветра, солнечная энергия, энергия приливов и т.д.

Также источником электроэнергии являются привычные нам батарейки. В окружающем нас мире эти химические источники тока - гальванические элементы играют очень важную роль. Они используются в мобильных телефонах и космических кораблях, в крылатых ракетах и ноутбуках, в автомобилях, фонариках и обыкновенных игрушках. Мы каждый день сталкиваемся с батарейками, аккумуляторами. Но срок службы батареек недолгий. Когда они оказываются выброшенными, то наносят вред окружающей среде, особенно если они повреждены (вытекает содержимое и попадает в почву, загрязняет ее), поэтому требуется особый способ утилизации, а значит финансовые затраты.

Актуальность - сейчас очень актуален вопрос поиска биологических источников энергии, чтобы не загрязнять планету, а использовать то, что есть в природе.

В Интернете я прочитала о том, что многие ученые работают над созданием новых источников энергии, экологически чистых. Например, на мякоти бананов и апельсиновом соке. Мне стало интересно, можно ли на основе овощей и фруктов изготовить источник питания – батарейку. Я решила проверить на опыте возможность изложенных фактов.

Целью работы стала экспериментальная проверка возможности получения электроэнергии из овощей и фруктов.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. изучить литературу, интернет-ресурсы по теме исследования;

2. создать батарейки из овощей, фруктов и исследовать их характеристики;

3. сделать выводы по результатам исследований.

Гипотеза: из овощей и фруктов можно получить источник питания - батарейку.

Основная часть

Существуют разные виды источников электроэнергии. Но главный источник – это электростанции. Бывают ветровые, солнечные, тепло-, гидро- и атомные электростанции. Электричество также можно сохранять в батарейках, аккумуляторах.

Наука об электричестве начала бурно развиваться с того момента, как в 1800 году физик Алессандро Вольта изобрел батарею. Он открыл, что электричество можно получить и химическим путем, опуская в раствор кислоты пластины из различных металлов. Это изобретение дало людям первый постоянный и надежный источник энергии и повлекло за собой все важные открытия в этой области.

Изобретенная более 200 лет назад самая первая батарейка работала на основе фруктового сока. Алессандро Вольта собрал нехитрое устройство из двух пластин металла (цинк и медь) и кожаной прокладки между ними, пропитанной лимонным соком. Это был элемент Вольта (Приложение 1).

Гальванический элемент — это химический источник электрического тока, основанный на взаимодействии двух металлов в электролите, приводящем к возникновению в замкнутой цепи электрического тока.

Любая батарейка или аккумулятор – это, ни что иное, как две металлические пластины, помещенные в специальное химическое вещество – электролит. Стоит подключить к батарейке, например, лампочку, как начнется химическая реакция в электролите и потечёт ток. Электрический ток движется по проводам только в том случае, если они соединены в замкнутое кольцо – электрическую цепь.

Для создания гальванического элемента были использованы: оцинкованный гвоздь, медная проволока, овощи и фрукты – в качестве химически безопасного электролита. Для исследований были выбраны следующие фрукты и овощи: лимон, яблоко, картофель. Также понадобились провода и вольтметр.

В каждый овощ, фрукт помещались (втыкались) медная проволока и оцинкованный гвоздь, которые проводами подсоединялись к вольтметру для замера напряжения. В результате измерений оказалось, что лимон дает самое высокое напряжение (картофель – 0,2 В, лимон – 0,4 В).

Далее количество элементов было увеличено. Элементы соединялись между собой: медная проволока из одного элемента соединялась проводником с оцинкованным гвоздем следующего элемента. Оставшиеся свободные медный проводник и оцинкованный гвоздь подсоединялись проводами к вольтметру.

Результаты измерений были больше полученных в предыдущем опыте. При подключении одного картофельного клубня значение напряжения 0,2 В. Соединение двух клубней выдало напряжение 0,4 В, а 5 клубней – 1 В.

Ток от овощей и фруктов достаточно мал, но если собрать батарейку из нескольких фруктов или овощей, с умом подойдя к их выбору, то можно добиться значений напряжения, достаточных для работы устройств с низким потреблением энергии.

Заключение

В результате выполненной работы была достигнута цель: опытным путем проверена возможность получения электроэнергии из овощей и фруктов. Фрукты и овощи действительно могут служить источником электрической энергии, т.е из них возможно изготовить «природную батарейку».

Также в эксперименте исследована зависимость напряжения от количества элементов в электрической цепи: чем больше элементов (овощей, фруктов) в цепи, тем больше напряжение в этой цепи. Обнаружено, что напряжение зависит от вида фрукта, овоща: для лимона показатель больше, чем для клубня картофеля и яблока.

В мире уже известны случаи применения таких источников питания. В Индии создали батарейку на пасте из фруктов и овощей. В Австралии в 2003 году запущена электросиловая установка на ореховой скорлупе. Израильские ученые изобрели новый источник экологически чистого электричества. В качестве источника энергии необычной батарейки исследователи предложили использовать вареный картофель, так как мощность устройства в этом случае по сравнению с сырым картофелем увеличится в 10 раз.

Такие необычные батареи способны работать несколько дней и даже недель, а вырабатываемое ими электричество дешевле получаемого от традиционных батареек. Используемый состав батареек не загрязняет окружающую среду, как гальванические (химические) элементы, и не требует отдельной утилизации в отведенных местах.

Все эти научные эксперименты и открытия показывают, что поиски альтернативных источников энергии довольно актуальны в наше время.

Список литературы

1. Перышкин А. В. Физика. 8 кл.: Учеб. для общеобразоват. учреждений. – М.: Дрофа, 2003. - 192 с.

2. Журнал «Наука и жизнь», №10, 2004г.

3. Журнал. «Галилео» Наука опытным путем. № 3/ 2011 г. «Лимонная батарейка».

4.  Журнал «Юный эрудит» № 10 / 2009 г. «Энергия из ничего».

5. Гальванический элемент — статья из Большой советской энциклопедии.

6. В. Лаврус «Батарейки и аккумуляторы».

7. Моя первая энциклопедия / пер. с англ. В.А.Жукова, Ю.Н.Касаткиной, Д.С.Щигеля - М, 2010

8. С.Стефанович, Д. Иванофф, П. Тейлор 101 дело, которое нужно успеть сделать до того, как повзрослеешь. Издательство Hinkler Books Pty Ltd, Australia, 2010

Приложение 1

Приложение 2