В статье особое место уделяется исследованию по влиянию батареек на окружающую среду и поиск альтернативных источников тока.
Ключевые слова: батарейка, энергия, гальванические элементы.
Как-то в очередной раз, меняя батарейки на своей игрушке, я заметил значок, изображенный на корпусе батарейки, в виде перечеркнутого мусорного бака. Выходит, что батарейку нельзя выбрасывать в мусорное ведро. Но что же делать? Ведь совсем отказаться от батареек в повседневной жизни мы не можем. Вывод один: надо правильно утилизировать отработанные батарейки [1].
Опыт по выявлению вредного влияния батареек на рост растений
Нам понадобятся: два горшочка с землёй, несколько старых батареек, семена. В один из двух горшочков с землёй положим несколько старых батареек и присыпем их землёй. Посеем одинаковое количество семян томата (20 штук) в оба горшочка. Через неделю семена проросли.
Рис. 1. Прорастание семян
В горшке без батареек проросли все 20 семян. А в горшке с батарейками проросли лишь 14 семян. По итогам опыта можно сделать вывод, что наличие батареек в почве отрицательно влияет на прорастание семян.
Исследование напряжения в гальванических элементах из овощей и фруктов
Прочитав интересующую меня литературу, я решил провести исследование, чтобы выяснить, какие фрукты и овощи могут быть использованы в качестве батарейки. Для создания гальванического элемента нам понадобится цинковая и медная пластина, фрукт или овощ. В самодельном гальваническом элементе цинковая пластина действует как отрицательный электрод, а медная пластина – как положительный. Электролитом (проводящая ток жидкость) является сок фруктов и овощей [2].
Рис. 2. Гальванический элемент
Мною были сделаны гальванические элементы из различных овощей и фруктов: картошка, яблоко, лук, лимон, киви, также я провел эксперимент с водой. В каждом опыте был сделан замер напряжения с помощью мультиметра. В результате измерений оказалось, что лимон дает самое высокое напряжение, а лук самое низкое. Самым же неожиданным оказалось, что обычная картошка и вода тоже дает достаточно высокое напряжение. Результаты измерений представлены в таблице 1.
Таблица 1
|
Овощ, фрукт (и др.) |
Напряжение, V (Вольт) |
Сила тока в цепи с электронными часами, µА (микро-ампер) |
|
Киви |
1,693 |
2,3 |
|
Лимон |
1,706 |
2,5 |
|
Яблоко |
1,663 |
2,5 |
|
Картошка |
1,614 |
2,1 |
|
Лук |
1,544 |
2,0 |
|
Вода |
1,610 |
2,1 |
|
Уксус (9%) |
1,630 |
2,2 |
|
Батарейка (АА) |
1,634 |
2,3 |
Изучив напряжение, которое дают овощи и фрукты, я приступил к изготовлению овощной батарейки. Прежде всего, приготовил все необходимые материалы и приборы: картофель; медную пластину; оцинкованную пластину; провода; мультиметр; светодиод; электронные часы.
Как же изготовить батарейку?
С одной стороны овоща, вставляем оцинкованную пластину приблизительно на треть его длины. С другой – медную пластину.
Картошка работает как батарейка: медь – положительный (+) полюс, а цинковая пластина – отрицательный (-). К сожалению, это очень слабый источник энергии. Но его можно усилить, соединив несколько картофелей. Вставить таким же образом оцинкованные пластины и медные пластины в другие картофелины. Затем подключить провода и зажимы, соединить картофелины таким образом, чтобы цинковая пластина первой картофелины подключалась к медной пластине второй и т.д., и, наконец, цепь замкнуть.
Как же теперь убедиться в том, что «батарейка» работает?
Рис.3. Картофельная батарейка
Один из способов – подключить к ней устройство мультиметр, которое позволит измерить напряжение батареи. Другой способ – приложить два свободных конца проволки к контактам светодиода (лампочки), он загорится. Используя батарейку-картофель, мне также удалось заставить работать электронные часы [4].
Загорится ли лампочка, если источник тока сделать из картофеля?
Дома у меня оказались две лампочки 0,26 А и 3,5 В. Исходя из полученных результатов опытов, я провел расчёт, одна картофелина дает напряжение порядка 1,5 В, значит, от одного овоща лампочка не загорится. Но я знаю, что, если соединить несколько овощных батареек последовательно, то это увеличит напряжение пропорционально количеству взятых овощей. Поэтому в нашем случае мне необходимо как минимум 2-3 картофелины.
Лампочка не загорелась. Не загорелась она и при большем количестве картофелин. Это вполне объяснимо, ведь токи в такой цепи очень слабы и недостаточны.
Заменим лампочку на светодиод (1,5 В). Экспериментируя я добился, чтобы светодиод загорелся. С одной картофелиной светодиод горел не очень ярко, но две картофелины дали более яркое свечение.
Аналогичным методом я попробовал создать батарейку из яблока, лимона, киви и даже из обычной водопроводной воды и из раствора столового уксуса. Итоговый результат был приблизительно одинаковый.
Итак, эксперимент завершился. Я убедился, что из фруктов и овощей можно сделать батарейку.
Заключение
Проведенные эксперименты подтверждают гипотезу о возможном вреде батареек и возможности создания экологически чистых источников тока из фруктов и овощей. Такие батарейки могут использоваться для работы приборов с низким потреблением энергии.
Да, как показали проведённые мною эксперименты, фруктовую или овощную батарейку можно создать. Но такая батарейка не может полностью заменить обычную батарейку. Мощность фруктовой батарейки не велика и полностью отказаться от использования обычных батареек пока не получится.
Я предлагаю:
Использовать перезаряжающиеся аккумуляторные батарейки;
Рационально использовать заряд батареек, чтобы продлить срок их службы;
Информировать население о местах приёма использованных батареек;
Не выбрасывать батарейки вместе с остальным мусором, использовать специальные ёмкости или сдавать их в специальные пункты сбора. Можно собирать батарейки в пластиковые бутылки или обычные полиэтиленовые пакеты. [3]
Литература:
- Физика для малышей – М. Педагогика, 1983.
- Энциклопедический словарь юного физика. – М.: Педагогика, 1991.
- http://www.kudagradusnik.ru
- В гостях у Физики: Физические опыты в домашних условиях – СПб., 2015.
