moon_camp

Δύναμη από το νερό - Πώς να παράγετε οξυγόνο και υδρογόνο στη Σελήνη

Σύντομη περιγραφή:

Σε αυτό το σετ τριών δραστηριοτήτων, οι μαθητές θα μάθουν για την ηλεκτροχημεία.

Στην πρώτη δραστηριότητα, θα κατασκευάσουν έναν βολταϊκό σωρό - μια απλή μπαταρία. Αυτή η εφεύρεση σηματοδότησε την αρχή της ηλεκτροχημείας.

Στη συνέχεια οι μαθητές θα μελετήσουν την ηλεκτρόλυση. Η ηλεκτρόλυση χρησιμοποιεί ηλεκτρικό ρεύμα για να διασπάσει το νερό στα συστατικά του: υδρογόνο και οξυγόνο. Αυτά τα προϊόντα μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως προωθητικά για διαστημόπλοια ή/και για την παροχή οξυγόνου για τη στήριξη του πληρώματος.

Στην τελευταία δραστηριότητα, οι μαθητές εξετάζουν και χρησιμοποιούν μια κυψέλη καυσίμου.
Θέμα: Επιστήμη, Χημεία, Φυσική
Μαθησιακοί στόχοι

  • Κατανοήστε πώς λειτουργεί μια μπαταρία.
  • Εκτελέστε μια πειραματική δραστηριότητα για να επιβεβαιώσετε ότι ορισμένες χημικές αντιδράσεις μπορούν να δημιουργήσουν ηλεκτρισμό.
  • Εκτελέστε μια πειραματική δραστηριότητα για να επιβεβαιώσετε ότι ο ηλεκτρισμός μπορεί να προκαλέσει ορισμένες χημικές αντιδράσεις.
  • Μελέτη της ηλεκτρόλυσης του νερού και των εφαρμογών της.
  • Διερεύνηση των κυψελών καυσίμου και των εφαρμογών τους.
  • Γράψτε ισορροπημένες εξισώσεις για χημικές αντιδράσεις REDOX.
  • Να χρησιμοποιείτε κατάλληλα τον εξοπλισμό για να κάνετε και να καταγράφετε παρατηρήσεις.
    •  
    Εύρος ηλικίας:
    14 - 16 ετών
     
    Χρόνος
    Προετοιμασία: 1 ώρα
    Μάθημα: 2 ώρες
     
    Διαθέσιμος πόρος σε:
    Αγγλικά, Δανικά, Γαλλικά, Γερμανικά, Ιταλικά, Πολωνικά και Ισπανικά
    Λήψη δραστηριότητας - EN
    Δραστηριότητα 1: Φτιάξτε τη δική σας μπαταρία

    Σε αυτή τη δραστηριότητα, οι μαθητές θα κατασκευάσουν έναν βολταϊκό σωρό - μια απλή μπαταρία - από μεταλλικές πλάκες, πανί πιάτων και ξύδι. Ο βολταϊκός σωρός χρησιμοποιεί μια αυθόρμητη χημική αντίδραση για τη δημιουργία ηλεκτρισμού.
    Εξοπλισμός

  • 6 πιάτα ζιντσέ (ανά ομάδα)
  • 6 χάλκινες πλάκες (ανά ομάδα)
  • 1 πανί πιάτων (ανά ομάδα)
  • Ψαλίδι
  • Ξύδι
  • Γυαλόχαρτο
  • 2 ελαστικά λαστιχάκια
  • Καλώδια με κροκοδειλάκια
  • Πολύμετρο
  • Μπαταρίες AA (προαιρετικά)
    • Δραστηριότητα 2: Ηλεκτρόλυση

    Σε αυτή τη δραστηριότητα, οι μαθητές θα κατασκευάσουν έναν ηλεκτρολύτη: μια συσκευή που εισάγει ηλεκτρικό ρεύμα σε ένα υγρό χρησιμοποιώντας δύο ηλεκτρόδια. Θα χρησιμοποιήσουν τη συσκευή για την ηλεκτρόλυση του νερού και θα ανακαλύψουν ότι είναι δυνατή η διάσπαση του νερού στα συστατικά του: οξυγόνο και υδρογόνο.
    Εξοπλισμός
     
  • Πλαστικό δοχείο με καπάκι (με δύο τρύπες)
  • 2 δοκιμαστικοί σωλήνες
  • 2 χαλύβδινες καρφίτσες
  • 2 ποτήρια ζέσεως
  • Χάλκινο σύρμα
  • Μπαταρία (προαιρετικά: ηλιακό κύτταρο)
  • 400cm³ απεσταγμένο νερό + 12g NaOH (διάλυση 3%)
  • Αποσταγμένο νερό
  • Γάντια
    • Δραστηριότητα 3: Κυψέλη καυσίμου

    Σε αυτή τη δραστηριότητα, οι μαθητές θα χρησιμοποιήσουν τα προϊόντα της ηλεκτρόλυσης του νερού (H2 και O2) σε μια κυψέλη καυσίμου. Θα διερευνήσουν πώς οι κυψέλες καυσίμου παράγουν ηλεκτρισμό και θερμότητα από μια χημική αντίδραση. Οι μαθητές θα εξετάσουν τις δυνατότητες και τους περιορισμούς των κυψελών καυσίμου για την εξερεύνηση της Σελήνης.
    Εξοπλισμός

  • Μια κυψέλη καυσίμου
  • Μια σύριγγα
  • Απιονισμένο και απεσταγμένο νερό
  • Παροχή ρεύματος (μπαταρία, ηλιακή κυψέλη)
  • Σωλήνες και καπάκια πυριτίου
  • Ποτήρια ζέσεως των 30 ml και εσωτερικά δοχεία (βλέπε παράρτημα 2)
  • Καλώδια με συνδέσμους
  • Ενεργοποιητές (κινητήρες, LED, αυτοκίνητα κ.λπ.)

    • Το ξέρατε;

    Η ηλεκτρόλυση του νερού είναι η κύρια μέθοδος παραγωγής οξυγόνου στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό (ISS). Το νερό συλλέγεται από τα ούρα, τα λύματα και τη συμπύκνωση και διασπάται σε οξυγόνο και υδρογόνο στο σύστημα παραγωγής οξυγόνου (OGS).

    Οι ηλιακές συστοιχίες μεγέθους γηπέδου ποδοσφαίρου του σταθμού αποτελούν την πηγή ενέργειας. Ένα παρόμοιο σύστημα θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί στη Σελήνη.

    Ο ISS σε τροχιά γύρω από τη Γη

    Λέξεις-κλειδιά:
    , , , , ,