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水果电池电量大小的影响因素结题报告
由实验三的数据可知,两电极间的距离一定时,电极插入的 深度越深,产生的电压越大。 理论依据:电极插入的越深,与水果的接触面积就越大, 可以吸引电荷的面积就越大,对电荷的吸引力变大,所吸引的 电荷数就越多, 所以电压就越大。
探究四 保证水果之类,电极种类,插入深度不变,只改变电极之间的 距离(2cm,3cm,4cm)实验数据如观察电流表的示数表四
探究三
保证水果种类,电极种类,距离不变,只改变插入深 度(1cm,2cm,3cm), 实验数据如观察电流表的示数表三
实验序号 1 2 3
水果种类 苹果 苹果 苹果
电极种类 铜锌 铜锌 铜锌
表三
距离 3cm 3cm 3cm
插入深度 1cm 2cm 3cm
电流 0.27A 0.39A 0.42A
数据分析
水果电池电量大小的影响因素
指导老师:蒋渊 学校:北京师范大学万宁附属中学
课题:水果电池电量大小的影响因素 班级:高一(7)班 指导老师:蒋渊 课题组长:张志伟 课题组成员:陈郅、古华昌、黄天放、吴 钟文、李德高、陈文伟、张志伟、黄彩虹 与课题相关的学科:化学、 物理
课题背景
我们曾经在课堂上听老师提起过水果电 池,而水果电池的原理跟我们刚学的氧化 还原反应有密切的联系。于是我们对水果 电池产生了浓厚的兴趣。我们通过询问老 师和查找相关资料,初步了解了水果电池 的原理。但影响水果电池电量大小的因素 究竟有哪些呢?于是我们开始了关于水果 电池的研究
原理图
原电池工作原理
负极
电子沿导线传递,产生电流
正极
还原反应 2H++2e-=H2↑
氧化反应 Zn Zn-2e-=Zn2+Cu NhomakorabeaH+
Zn2+
SO42阳离子 负极 正极
阴离子
一、活动时间
活动时间 2013.11-2013.12 活动内容 在老师的指导下选题 以及定课题;开题报 告表的填写、开题课 件的制作以及答辩等 撰写开题报告、制定 方案 活动方式 在老师帮助下选择好 课题
探究一
1.保证水果种类,插入深度,距离不变,只改变电极种类 (铜锌、铁铝),实验数据如观察电流表的示数表一
实验序号
水果种类
电极种类
距离
插入深度 电流
1 2
苹果 苹果
铜锌 铁铝
3cm
2cm 2cm
0.41A 0.32A
3cm
表一
数据分析 由实验一的数据可知,当水果种类、两电极之间的距离 、电极插入深度都相同时,不同种电 极搭配所产生的电压 不同,产生电流的大小由大到小依次是:铜锌、 铁铝。 理论依据:金属越活泼,和水果内的酸反应地越快速, 产生电流越大。
【遇到的困难】
1.水果电池的实质就是原电池,而原电池是必修二才学习的 内容,所以我们对其原理的理解还不是很透彻; 2.在研究的过程中,受到材料、资料、仪器以及空间等方面 的限制; 3.因为刚接触到研究性学习,对于一些方法、步骤,不是很 明白; 4.成员都为学生,经费难以支付。
水果电池的应用
水果电池可以产生电量,但产 生的电量很小,只能支持低消耗 的电器,在短时间内使用可用作 电子表、计算器的应急电源,如 果多个水果电池串联起来还能给 手机充电。
2.【实验步骤】: 探究一、保证电极的种类,电极插入深度,电极之间 的距离 保持不变,只改变水果的种类(柠檬、梨子、苹果、 西红柿),观察电表的示数; 探究二、保证水果种类,插入深度,距离不变,只改 变电极种类(铁铝,铜锌),观察电表的示数; 探究三、保证水果种类,电极种类,距离不变,只改 变插入深度(1cm、2cm、3cm),观察电表的示数; 探究四、保证水果之类,电极种类,插入深度不变, 只改变电极之间的距离(2cm、3cm、4cm)观察电表的示数。 3.【得出结论,验证假设是否成立】 。
探究二
保证电极的种类,电极插入深度,电极之间的距离保持 不变,只改变水果的种类(柠檬、梨子、苹果、西红柿)观 察电流表的示数,实验数据如表二
实验序号
水果种类 柠檬 梨子 苹果 西红柿
电极种类 铜锌 铜锌 铜锌 铜锌
表二
距离
插入深度
电流
1 2 3 4
3cm 3cm 3cm 3cm
2cm 2cm 2cm 2cm
0.82A 0.38A 0.42A 0.45A
数据分析 由实验二的数据可知,当两电极之间的距离、电极插入 深度和电极种类都相同时,不同种水果产生的电压、电流不 同,产生电压的大小由大到小依次是:柠檬、梨子、苹果。 理论依据:能够做电解液的是酸、碱、盐的水溶液,所 以水果中含酸的浓度越高,产生的电压就越大。
课题的目的与意义
研究目的:探究水果电池电量的影 响因素; 研究意义:这次活动让我们掌握了 探究实验的基本方法,从而提高了我 们的探究能力;初步了解了原电池的 工作原理,为今后化学反应原理学习 打下基础;还从中锻炼了我们的团队 精神.
【原理简介】
水果(苹果、橙子和西红柿等)中含有大量的水果酸 (C6H8O6 维生素C),是一种很好的电解质。因其解离产生氢 离子 (H+)与金属反应发生置换作用,如果在水果中插入两个 电极,就会象化学电池一样能产生出电流,所以水果电池属 于“置换电池”。 电极反应式如下: 负极: Zn -2e-= Zn2+(氧化反应) 正极: 2H+ +2e-= H2 ↑(还原反应) 锌片上的锌(Zn)原子氧化后放出两个电子而成为锌离子 (Zn2+)溶于溶液中,而这些电子经过外电路到达正极,溶液 中的2个氢离子(H+)因获得1个电子而产生氢气(H2)。
中国物流与采购联合会副会长丁俊发说:“国外农产品 运输的损耗率在3%,我国企业的农产品损耗率在15%-20%, 甚至达到30%,我们一年仅水果大概要损耗8000万吨”
其他能源
传统的火力发电站的燃烧能量大约有近70%要 消耗在锅炉和汽轮发电机这些庞大的设备上,而 且燃烧时还会排放大量的有害物质。而燃料电池 发电的过程,是将燃料的化学能直接转换为电能 ,不需要燃烧,没有转动部件,理论上能量转换 率为100%,装置无论大小,实际发电效率可达 20%-30%,同时还可以实现直接安装在企业,饭店 ,宾馆,家庭里,没有输电和输热损失,综合能 源效率可达80%.
实验序号
1 2 3
水果种类
苹果 苹果 苹果
电极种类
铜锌 铜锌 铜锌 表四
距离
2cm 3cm 4cm
插入深度
2cm 2cm 2cm
电流
0.42A 0.40A 0.35A
数据分析
由实验四的数据可知,电极插入的深度一定 时,两电极间的距离越大,产生的电压越小。 理论依据:电极吸引电荷的能力(或者说电 级对电荷的控制力)是一定的,两电极之间的距离 越大, 电极对电荷的吸引力就越小,所吸引的电 荷数就越少,所以电压就越小。另外两电极之间的 距离越大,正电荷与电子相互移动的阻力就越大, 移动的速度就越慢,所以电流就越小。
【实验总结】
通过这次试验,我们充分的感受到了集 体团结的重要性,我们大家在这次活动中 互帮互助,分工明确,通过大家一起的努 力,终于,这次研究性实验我们很成功的 完成了,我们也都明白了关于水果电池的 原理,以及对于他我们所不懂得方面也得 到了充分的验证,也提高了我们的动手能 力和思考能力,我希望下次还能有这样的 机会,培养我们的动手能力,是我们的生 活更加丰富。
实验方案
1.【实验器材】:
水果(梨子、苹果 等)电流表、若干跟 导线、若干个金属电 极(Cu、 Zn、 Fe、 Al、砂纸、铅笔 直尺、 小刀。
【实施过程】
探究一.水果电池的电流跟水果种类的关系; 探究二.水果电池的电流跟电极种类的关 系 ; 探究三.水果电池的电流跟电极插入它的深 度的关系 ; 探究四.水果电池的电流跟电极之间的距离 的关系 。
2013.12-2014.01
收集资料、制定方案
2014.01-2014.02
2014.02-2014.04
实验
在暑假期间集中组员 完成实验
结题、成果展示、论 整理好要上传的文档 文,开题报告的书写以 并成功上传 及答辩
【任务分工】
张志伟、李德高:基础信息平台文档的相关 上传 、制作PPT; 吴钟文:查询所需的资料 ; 陈文伟:准备实验所需的实验器材 ; 黄彩虹、古华昌 :编写实验报告,撰写论 文; 黄天放:做实验,记下相关资料(图片及视 频); 陈郅:做实验,记录实验过程。