Energia veest - Kuidas toota hapnikku ja vesinikku Kuu peal

Energia veest - kuidas toota hapnikku ja vesinikku Kuu peal

Lühikirjeldus:

Selles kolmest tegevusest koosnevas komplektis õpivad õpilased tundma elektrokeemiat.

Esimeses tegevuses ehitavad nad voltahunniku - lihtsa aku. See leiutis tähistas elektrokeemia algust.

Seejärel õpivad õpilased elektrolüüsi. Elektrolüüs kasutab elektrivoolu vee jagamiseks selle komponentideks: vesinikuks ja hapnikuks. Neid saadusi saab kasutada kosmosesõidukite mootorikütusena ja/või hapnikuga varustamiseks, et toetada meeskonda.

Viimases tegevuses uurivad ja kasutavad õpilased kütuseelementi.

Teema: Teadus, keemia, füüsika

Õppe-eesmärgid

Saage aru, kuidas aku töötab.

Viige läbi eksperimentaalne tegevus, et kinnitada, et teatud keemilised reaktsioonid võivad tekitada elektrit.

Viige läbi eksperimentaalne tegevus, et kinnitada, et elekter võib teatud keemilisi reaktsioone esile kutsuda.

Uurige vee elektrolüüsi ja selle rakendusi.

Uurige kütuseelemente ja nende rakendusi.

Kirjutage REDOXi keemiliste reaktsioonide tasakaalustatud võrrandid.

Kasutage vaatluste tegemiseks ja registreerimiseks asjakohaselt seadmeid.

Vanusevahemik:

14 - 16 aastat vana

Aeg

Ettevalmistus: 1 tund
Õppetund: 2 tundi

Ressurss on saadaval järgmistes keeltes:

Inglise keeles, Taani, Prantsuse, Saksa, Itaalia, Poola ja Hispaania

Tegevus 1: Ehita oma patarei

Selle tegevuse käigus konstrueerivad õpilased metallplaatidest, nõudepesulappidest ja äädikast voltahunniku - lihtsa aku. Voltahunnik kasutab elektrienergia loomiseks spontaanset keemilist reaktsiooni.

Seadmed

6 taldrikut (rühma kohta)

6 vaskplaati (rühma kohta)

1 nõudepesulapp (rühma kohta)

Käärid

Äädikas

Liivapaber

2 elastset kummipaela

Krokodilklambritega juhtmed

Multimeeter

AA patareid (valikuline)

Tegevus 2: elektrolüüs

Selle tegevuse käigus ehitavad õpilased elektrolüüseri: seade, mis juhib kahe elektroodi abil elektrivoolu vedelikku. Nad kasutavad seadet vee elektrolüüsiks ja avastavad, et vett on võimalik jagada selle komponentideks: hapnikuks ja vesinikuks.

Seadmed

Kaanega plastkonteiner (kahe auguga)

2 katseklaasi

2 terasest survetihvti

2 keeduklaasi

Vasktraat

Aku (valikuline: päikesepatarei)

400 cm³ destilleeritud vesi + 12 g NaOH (3% lahustamine)

Destilleeritud vesi

Kindad

Tegevus 3: Kütuseelement

Selles tegevuses kasutavad õpilased vee elektrolüüsi tooteid (H₂ ja O₂) kütuseelemendis. Nad uurivad, kuidas kütuseelemendid toodavad keemilisest reaktsioonist elektrit ja soojust. Õpilased kaaluvad kütuseelementide võimalusi ja piiranguid Kuu uurimisel.

Seadmed

Kütuseelement

Süstal

Deioniseeritud ja destilleeritud vesi

Toiteallikas (aku, päikesepatarei)

Silikoonist torud ja korgid

30 ml keeduklaasid ja sisemised anumad (vt 2. lisa)

Juhtmed koos pistikutega

Aktuaatorid (mootorid, valgusdioodid, autod jne)

Kas teadsid?

Rahvusvahelise kosmosejaama (ISS) pardal on hapniku tootmise peamine meetod vee elektrolüüs. Vesi kogutakse uriinist, reoveest ja kondensatsioonist ning jagatakse hapniku tootmise süsteemis (OGS) hapnikuks ja vesinikuks.

Jaama energiaallikaks on jalgpallivälja suurused päikesepaneelid. Sarnast süsteemi võiks kasutada ka Kuul.

Märksõnad: "Koolitus":

Keemia, Klassiruumi vahendid, Moon, Füüsika, Teadus, Sekundaarne