moon_camp

Voimaa vedestä - Miten tuottaa happea ja vetyä kuussa?

Lyhyt kuvaus:

Tässä kolmen tehtävän sarjassa oppilaat oppivat sähkökemiasta.

Ensimmäisessä toiminnassa he rakentavat voltasta - yksinkertaisen pariston. Tämä keksintö merkitsi sähkökemian alkua.

Tämän jälkeen opiskelijat opiskelevat elektrolyysiä. Elektrolyysissä käytetään sähkövirtaa veden jakamiseksi sen osiksi: vedyksi ja hapeksi. Näitä tuotteita voidaan käyttää avaruusalusten polttoaineena ja/tai hapen tuottamiseen miehistön ylläpitämiseksi.

Viimeisessä tehtävässä oppilaat tutkivat polttokennoa ja käyttävät sitä.
Aihe: Tiede, kemia, fysiikka
Oppimistavoitteet

  • Ymmärrä, miten akku toimii.
  • Suorita kokeellinen toiminta sen vahvistamiseksi, että tietyt kemialliset reaktiot voivat synnyttää sähköä.
  • Suorita kokeellinen toiminta sen vahvistamiseksi, että sähkö voi saada aikaan tiettyjä kemiallisia reaktioita.
  • Tutkitaan veden elektrolyysiä ja sen sovelluksia.
  • Tutkitaan polttokennoja ja niiden sovelluksia.
  • Kirjoita tasapainoyhtälöt REDOX-kemiallisille reaktioille.
  • Käytä laitteita asianmukaisesti havaintojen tekemiseen ja kirjaamiseen.
    •  
    Ikäjakauma:
    14 - 16-vuotiaat
     
    Aika
    Valmistelu: 1 tunti
    Oppitunti: 2 tuntia
     
    Resurssi saatavilla osoitteessa:
    Englanti, Tanskalainen, Ranskan, Saksan, Italian, Puolan ja Espanjan
    Lataa aktiviteetti - EN
    Tehtävä 1: Rakenna oma akku

    Tässä tehtävässä oppilaat rakentavat voltaisen kasan - yksinkertaisen pariston - metallilevyistä, tiskirätistä ja etikasta. Voltahippu käyttää spontaania kemiallista reaktiota sähkön tuottamiseen.
    Laitteet

  • 6 zinssilautasta (per ryhmä)
  • 6 kuparilevyä (ryhmää kohti)
  • 1 tiskirätti (per ryhmä)
  • Sakset
  • Etikka
  • Hiekkapaperi
  • 2 kuminauhaa
  • Johdot, joissa on krokotiiliklipsit
  • Yleismittari
  • AA-paristot (valinnainen)
    • Tehtävä 2: Elektrolyysi

    Tässä tehtävässä oppilaat rakentavat elektrolyyserin: laite, joka johtaa sähkövirran nesteeseen kahden elektrodin avulla. He käyttävät laitetta veden elektrolyysissä ja huomaavat, että vesi on mahdollista jakaa sen ainesosiksi: hapeksi ja vedyksi.
    Laitteet
     
  • Muovisäiliö, jossa on kansi (kahdella reiällä)
  • 2 koeputkea
  • 2 teräksistä työntötappia
  • 2 dekantterilasia
  • Kuparilanka
  • Akku (valinnainen: aurinkokenno)
  • 400 cm³ tislattua vettä + 12 g NaOH (3%-liuotus).
  • Tislattu vesi
  • Käsineet
    • Tehtävä 3: Polttokenno

    Tässä tehtävässä oppilaat käyttävät veden elektrolyysin tuotteita (H2 ja O2) polttokennossa. He tutkivat, miten polttokennot tuottavat sähköä ja lämpöä kemiallisesta reaktiosta. Oppilaat pohtivat polttokennojen mahdollisuuksia ja rajoituksia Kuun tutkimisessa.
    Laitteet

  • Polttokenno
  • Ruisku
  • Deionisoitu ja tislattu vesi
  • Virtalähde (akku, aurinkokenno)
  • Piiputket ja -korkit
  • 30 ml:n dekantterilasit ja sisäastiat (ks. liite 2).
  • Johdot, joissa on liittimet
  • Toimilaitteet (moottorit, LEDit, autot jne.)

    • Tiesitkö sinä?

    Kansainvälisellä avaruusasemalla (ISS) käytetään hapen tuottamiseen pääasiassa veden elektrolyysiä. Vesi kerätään virtsasta, jätevedestä ja kondensaatiosta ja jaetaan hapeksi ja vedyksi hapentuotantojärjestelmässä (OGS).

    Aseman virtalähteenä toimivat jalkapallokentän kokoiset aurinkopaneelit. Samanlaista järjestelmää voitaisiin käyttää myös kuussa.

    Maata kiertävä ISS

    Avainsanat:
    , , , , ,