Ūdens enerģija - Kā ražot skābekli un ūdeņradi uz Mēness

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

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.

Atslēgas vārdi:

Ķīmija, Klases resursi, Mēness, Fizika, Zinātne, Sekundārais