moon_camp

Ūdens enerģija - kā ražot skābekli un ūdeņradi uz Mēness

Īss apraksts:

Šajā trīs uzdevumu komplektā skolēni uzzinās par elektroķīmiju.

Pirmajā aktivitātē skolēni uzbūvēs voltāzu kaudzi - vienkāršu bateriju. Šis izgudrojums iezīmēja elektroķīmijas sākumu.

Pēc tam skolēni pētīs elektrolīzi. Elektrolīze izmanto elektrisko strāvu, lai sadalītu ūdeni tā sastāvdaļās: ūdeņradī un skābeklī. Šos produktus var izmantot kā degvielu kosmosa kuģiem un/vai lai nodrošinātu skābekli apkalpes uzturēšanai.

Pēdējā aktivitātē skolēni pēta un izmanto degvielas šūnu.
Temats: Zinātne, ķīmija, fizika
Mācību mērķi

  • Izpratne par akumulatora darbību.
  • Veikt eksperimentālu darbību, lai apstiprinātu, ka dažas ķīmiskās reakcijas var radīt elektrību.
  • Veikt eksperimentālu darbību, lai apstiprinātu, ka elektrība var izraisīt noteiktas ķīmiskas reakcijas.
  • Izpētīt ūdens elektrolīzi un tās pielietojumu.
  • Izpētīt kurināmā elementus un to lietojumu.
  • Uzrakstiet līdzsvarotus vienādojumus REDOX ķīmiskajām reakcijām.
  • Atbilstoši izmantot aprīkojumu, lai veiktu un reģistrētu novērojumus.
    •  
    Vecuma diapazons:
    14 - 16 gadi
     
    Laiks
    Sagatavošana: 1 stunda
    Nodarbība: 2 stundas
     
    Resurss pieejams:
    Angļu valodā, Dānijas, Franču, Vācu, Itāļu, Polijas un Spāņu
    Lejupielādes aktivitāte - EN
    1. uzdevums: Izveido savu akumulatoru

    Šajā aktivitātē skolēni no metāla plāksnēm, trauku lupatiņas un etiķa izveidos voltaja kaudzīti - vienkāršu bateriju. Voltaja baterija izmanto spontānu ķīmisku reakciju, lai radītu elektrību.
    Aprīkojums

  • 6 cince šķīvji (katrai grupai)
  • 6 vara plāksnes (katrai grupai)
  • 1 trauku lupatiņa (katrai grupai)
  • Šķēres
  • Etiķis
  • Smilšpapīrs
  • 2 elastīgas gumijas lentes
  • Vadi ar krokodilu skavām
  • Multimetrs
  • AA baterijas (pēc izvēles)
    • 2. aktivitāte: elektrolīze

    Šajā aktivitātē skolēni uzbūvēs elektrolīzeri - ierīci, kas ar divu elektrodu palīdzību šķidrumā ievada elektrisko strāvu. Viņi izmantos ierīci ūdens elektrolīzei un atklās, ka ūdeni ir iespējams sadalīt tā sastāvdaļās: skābeklī un ūdeņradī.
    Aprīkojums
     
  • Plastmasas trauks ar vāku (ar diviem caurumiem)
  • 2 mēģenes
  • 2 tērauda spiedpogas
  • 2 spaiņi
  • Vara stieple
  • Akumulators (pēc izvēles: saules baterija)
  • 400 cm³ destilēta ūdens + 12 g NaOH (3% šķīdināšana)
  • Destilēts ūdens
  • Cimdi
    • 3. darbība: Degvielas elements

    Šajā aktivitātē skolēni izmantos ūdens elektrolīzes produktus (H2 un O2) kurināmā elementā. Viņi pētīs, kā kurināmā elementi ķīmiskas reakcijas rezultātā ražo elektrību un siltumu. Skolēni apsvērs kurināmā elementu iespējas un ierobežojumus Mēness izpētē.
    Aprīkojums

  • Degvielas elements
  • Šļirce
  • Dejonizēts un destilēts ūdens
  • Barošanas avots (akumulators, saules baterija)
  • Silīcija caurules un vāciņi
  • 30 ml mērglāzes un iekšējās tvertnes (sk. 2. pielikumu).
  • Vadi ar savienotājiem
  • Piedziņas mehānismi (motori, LED, automašīnas u. c.)

    • Vai zinājāt?

    Ūdens elektrolīze ir galvenā skābekļa ražošanas metode Starptautiskajā kosmosa stacijā (SKS). Ūdens tiek savākts no urīna, notekūdeņiem un kondensāta, un skābekļa ģenerēšanas sistēmā (OGS) tas tiek sadalīts skābeklī un ūdeņradī.

    Stacijas enerģijas avots ir futbola laukuma izmēra saules baterijas. Līdzīgu sistēmu varētu izmantot arī uz Mēness.

    SKS riņķo ap Zemi

    Atslēgas vārdi:
    , , , , ,