Աղի ջրի լամպերի գիտության ուսումնասիրություն. Զվարճալի եւ կրթական փորձ

Մի դարաշրջանում, երբ վերականգնվող էներգիայի աղբյուրները դառնում են ավելի կարեւոր մեր ապագայի համար, Աղի ջրի լամպերը  տալիս են պարզ եւ արդյունավետ միջոց, քիմիայի եւ ֆիզիկայի հիմնական սկզբունքները ցուցադրելու համար: Այս լամպերը քիմիական ռեակցիա են օգտագործում աղի ջրի եւ մետաղի միջեւ `էլեկտրաէներգիա ստեղծելու համար` ինչպես ֆունկցիոնալ լուսավորության գործիք եւ հիանալի կրթական փորձ:

Անկախ նրանից, թե դուք ուսուցիչ եք փնտրում դասարանային գործունեություն, կամ պարզապես հետաքրքրաշարժ հետաքրքրաշարժ է էներգետիկ արտադրության մասին սովորելու համար, աղի ջրի լամպ ստեղծելը կարող է ձեռքի փորձառություն ունենալ էլեկտրոլիզի, էներգիայի փոխակերպման եւ էլեկտրաքիմիական ռեակցիաների վերաբերյալ:

Ինչ է աղի ջրի լամպը:

Էունք Աղի ջրի լամպը  եզակի լուսավորության լուծում է, որը գործում է առանց ավանդական մարտկոցների կամ վառելիքի: Այն օգտագործում է մի պարզ էլեկտրաքիմիական գործընթաց, որը տեղի է ունենում այն ժամանակ, երբ աղը (NACL) լուծվում է ջրի մեջ `էլեկտրոլիտ լուծույթ ստեղծելու համար: Լամպը սնուցվում է այս աղի ջրի եւ մետաղական էլեկտրոդների միջեւ արձագանքով (սովորաբար մագնեզիում եւ պղինձ):

Աղի ջրի հիմնական լամպը բաղկացած է.

• Անոդ (սովորաբար մագնեզիում կամ ալյումին)

• Կաթոդ (սովորաբար պղնձի կամ ածխածնի)

• Աղի ջուր, որպես էլեկտրոլիտ

Երբ մագնեզիումի կամ ալյումինե էլեկտրոդը (անոդ) փոխազդում է աղի ջրի հետ, այն անցնում է օքսիդացման ռեակցիա, որն արտադրում է էլեկտրոններ: Այս էլեկտրոնները հոսում են միացման եւ պղնձի էլեկտրոդ (կաթոդ), էլեկտրաէներգիա առաջացնող լույսի լույսի ներքո:

Էներգետիկայի այս տեսակը հայտնի է որպես էլեկտրաքիմիական էներգիա, որտեղ քիմիական էներգիան վերածվում է էլեկտրական էներգիայի: Դա լույսի ստեղծման մաքուր, մարտկոց-ազատ միջոց է եւ առաջարկում է հիանալի հնարավորություն `իմանալ վերականգնվող էներգիայի եւ կայունության մասին:

Գիտությունը հետեւում է աղի լամպերի

Հասկանալով, թե ինչպես են աղի լամպերի աշխատանքը պահանջում սուզվել մի փոքր էլեկտրաքիմիական տեսության մեջ: Լամպի հետեւում հիմնական սկզբունքը նույնն է, ինչ ցանկացած հիմնական մարտկոց. Էլեկտրոնների փոխանցումը մեկ նյութից մյուսը: Դա տեղի է ունենում Redox- ի (նվազեցման օքսիդացման) ռեակցիայի միջոցով:

Ահա, թե ինչպես է այն ավելի մանրամասն աշխատում.

1. Էլեկտրոլիտ լուծույթ (աղի ջուր)

Երբ աղը լուծվում է ջրի մեջ, այն բաժանում է նատրիումի իոնների (Na⁺) եւ քլորիդ իոնների (CL⁻): Այս իոնները լիցքավորվում են մասնիկներ, որոնք կարող են էլեկտրաէներգիա վարել, ինչը թույլ է տալիս էլեկտրոդների հոսքը (մագնեզիում եւ պղինձ): Ուրն ինքնին գործում է որպես էլեկտրոլիտ, միջոց, որը թույլ է տալիս էլեկտրաքիմիական արձագանքը տեղի ունենալ:

2-ը: Անոդ. Օքսիդացման ռեակցիա

Անոդը (սովորաբար մագնեզիում կամ ալյումին) էլեկտրոդն է, որը ենթարկվում է օքսիդացման ռեակցիայի, երբ ենթարկվում է աղի ջրի: Օքսիդացումը տեղի է ունենում այն ժամանակ, երբ ատոմը կորցնում է էլեկտրոնները, եւ այս դեպքում մագնեզիումի կամ ալյումինե ատոմները կորցնում են էլեկտրոններ եւ լուծվում աղի ջրի մեջ: Այս անվճար էլեկտրոնները հասանելի են միացման միջոցով ճանապարհորդելու համար `լամպը հոսելու համար անհրաժեշտ է էլեկտրական հոսանք:

Օրինակ.

• Մագնեզիում `մգ → Mg⁺⁺ + 2e⁻

• Սա նշանակում է, որ մագնեզիումը թողարկում է երկու էլեկտրոն (E⁻) յուրաքանչյուր ատոմի համար:

3. Կաթոդ. Նվազեցման արձագանքը

Կաթոդը (սովորաբար պղինձ) է, որտեղ տեղի է ունենում նվազեցման արձագանքը: Այս գործընթացում էլեկտրոնները անոդից հոսում են մետաղալարով `պղնձի էլեկտրոդով: Այս էլեկտրոնները էլեկտրական միացումն ավարտելու համար էլեկտրոլիտից համատեղում են դրական իոնների (կատիոնների) հետ:

Օրինակ, պղնձի էլեկտրոդը գրավում եւ ընդունում է էլեկտրոնները, ստեղծելով նվազեցնող ռեակցիա.

• Պղնձի իոնները  (Cu⁺⁺) կաթոդում ձեռք են բերում էլեկտրոններ եւ դառնում պինդ պղինձ:

4. LED լույսը էլեկտրականությամբ սնուցվում է

Էլեկտրոնների հոսքը անոդից դեպի կաթոդ էլեկտրական հոսանք է ստեղծում: Այս ներկայիս ճանապարհորդությունը անցնում է մետաղալարային միացման եւ լամպին կցված LED լույսը: Այս էլեկտրաքիմիական ռեակցիայի արդյունքում ստացված էլեկտրականությունը բավարար է LED- ն լուսավորելու համար, ապահովելով էկոլոգիապես մաքուր լույսի աղբյուր:

Ինչու աղի ջրի լամպերը հիանալի կրթական գործիքներ են

Աղի ջրային լամպերը ֆանտաստիկ միջոց են ուսանողներին եւ գիտական էնտուզիաստներին վերականգնվող էներգիայի, էլեկտրաքիմիական գործընթացների եւ կայունության համար ներդրելու համար: Ահա թե ինչու.

1. Գործողության մեջ էլեկտրաքիմիայի ցուցադրում

Աղի ջրի լամպ պատրաստելու եւ օգտագործելու գործընթացում ուսանողները ստանում են առաջին հերթին տեսնելու էլեկտրաքիմիական ռեակցիաները: Նրանք ականատես են էլեկտրոնների տեղափոխմանը, օքսիդացման եւ նվազեցման գործընթացին, եւ այն հիմունքները, թե ինչպես է էլեկտրականություն արտադրվում առանց ավանդական մարտկոցների:

2-ը: Վերականգնվող էներգիայի հասկացողություն

Աղի ջրի լամպերը հիանալի միջոց են `վերականգնվող էներգիայի կարեւորությունը քննարկելու համար: Լամպի պարզ, կայուն դիզայնը թույլ է տալիս մարդկանց տեսնել, թե որքան բնական, առատ ռեսուրսներ են նման աղի եւ ջրի նման, էլեկտրաէներգիա ստեղծելու համար: Սա ներկայացնում է էներգիայի պահպանման, շրջակա միջավայրի վրա ազդեցության եւ կանաչ էներգետիկ լուծումների հնարավորության կարեւոր թեմաներ:

3-ը: Սովորել

Փորձերի միջոցով սովորելը գիտության հասկացությունները ամրապնդելու ամենաարդյունավետ ձեւերից մեկն է: Աղի ջրի լամպի կառուցումը ուսանողներին հնարավորություն է տալիս աշխատել իրական նյութերով, ձեռագործ փորձեր կատարել եւ դիտարկել իրենց սովորած գիտական հասկացությունները:

Քայլ առ քայլ ուղեցույց. Ինչպես կառուցել ձեր սեփական աղի լամպը

Աղի ջրի լամպ կառուցելը զվարճալի եւ հեշտ փորձ է, որը պահանջում է ընդամենը մի քանի նյութեր: Ահա ձեր սեփական ստեղծման մի պարզ ուղեցույց.

Նյութերը անհրաժեշտ են.

• Մագնեզիում կամ ալյումինե ժապավեն  (անոդի համար)

• Պղնձի մետաղալար կամ պղնձե ափսե  (կաթոդի համար)

• LED լույս  (ցածր լարման)

• Աղ աղ

• Ջրմուղ

• Փոքր պլաստիկ կամ ապակե կոնտեյներ

• Հաղորդալարերը բաղադրիչները միացնելու համար

Հրահանգներ.

Պատրաստեք աղի ջրի լուծույթը

• Ձեր բեռնարկղում խառնել 350 մլ ջուր 35 գ -40 գ սեղանի աղով: Խառնել այնքան ժամանակ, մինչեւ աղը ամբողջովին լուծարվի: Այժմ ջուրը դառնում է էլեկտրոլիտի լուծույթ, որը թույլ կտա քիմիական ռեակցիան ունենալ:

Ստեղծեք անոդ եւ կաթոդ

• Կցեք մագնեզիումի կամ ալյումինե ժապավենը բեռնարկղի մեկ ծայրին (սա կլինի ձեր անոդը):

• Տեղադրեք պղնձի մետաղալարերը կամ պղնձի ափսեը բեռնարկղի մեջ, ապահովելով, որ այն չի դիպչում անոդին: Սա կծառայի որպես ձեր կաթոդ:

Միացրեք LED լույսը

• Դրական մետաղալարերը կցեք հանգույցից մինչեւ պղնձի կաթոդ եւ բացասական մետաղալարեր `LED- ից մինչեւ մագնեզիում / անոդ: Համոզվեք, որ բոլոր կապերն ապահով են:

Դիտեք թեթեւ փայլը

• Հաղորդալարերը միանալուց հետո, եւ աղի ջրի լուծումը տեղում է, կսկսվի քիմիական ռեակցիան: Մագնեզիումը (կամ ալյումին) կթողարկի էլեկտրոններ, ստեղծելով էլեկտրական հոսանք, որը հոսում է միացումով եւ լիազորություններ LED լույսը:

Դիտարկեք արձագանքը

• Ժամանակի ընթացքում մագնեզիումի էլեկտրոդը կսկսի քայքայել, իոնները ջրի մեջ թողնելով: Դուք պետք է փոխարինեք աղի ջրի լուծույթը եւ, ի վերջո, արգանդը `արձագանքը պահպանելու համար:

Ինչու աղի լամպերը կայուն լուսավորության լուծում են

Աղի ջրի լամպերը ապահովում են վերականգնվող եւ էկոլոգիապես մաքուր այլընտրանք ավանդական մարտկոցներով աշխատող լամպերի համար: Օգտագործելով բնական ռեսուրսները, ինչպիսիք են աղը եւ ջուրը, այս լամպերը վերացնում են մեկանգամյա մարտկոցների անհրաժեշտությունը, որոնք նպաստում են շրջակա միջավայրի աղտոտմանը:

Ավելին, դրանք մարտկոց են, ինչը նշանակում է թունավոր թափոնների հեռացման կարիք: Նրանք ծառայում են որպես դասավանդման գործիք կայունության եւ կանաչ էներգիայի համար եւ կարեւորում են էներգիայի մաքրող եւ ավելի արդյունավետ աղբյուրների օգտագործման կարեւորությունը:

Եզրափակում

Կառուցում եւ փորձեր Աղի ջրային լամպերն  առաջարկում են ձեռքի, կրթական փորձ, որն ուժեղացնում է էլեկտրաքիմիական ռեակցիաների եւ վերականգնվող էներգիայի պատկերացումները: Այս պարզ, բայց ներգրավված փորձը հիանալի միջոց է ուսանողներին, ուսուցիչներին եւ գիտական էնտուզիաստներին էլեկտրաէներգիայի արտադրության հիմունքներին եւ կայուն ապրելու նշանակության համար: Սալտի ջրի լամպերի հետեւում գիտության մեջ դրելով, կարող եք ավելի խորը գնահատել էներգետիկ այլընտրանքային լուծումների եւ բնական ռեսուրսների հզորության համար:

Անկախ նրանից, թե դուք այս փորձը վարում եք դասարանում, տանը կամ որպես ուսումնական ծրագրի մաս, աղի ջրի լամպ ստեղծելը հաճելի եւ մատչելի միջոց է գիտությունը կյանքի կոչելու համար: Դա հիանալի գործիք է հետաքրքրասիրության եւ գիտնականների եւ էկոլոգիապես գիտակցված նորարարների հաջորդ սերունդը ոգեշնչելու համար:

Եթե դուք հետաքրքրված եք նորարարական, էկոլոգիապես մաքուր լուսավորության լուծումներով, ուսումնասիրեք աղի ջրով պատրաստված LED լամպերի Chredsun- ի տեսականին: Ընդլայնված տեխնոլոգիայով եւ կայունությամբ իրենց դիզայնի հիմքում, Chredsun- ն առաջարկում է կտրող արտադրանքներ, որոնք կարող են բարելավել ձեր ուսումը կամ բացօթյա արկածները: Այցելել CHREDSUN  այսօր լրացուցիչ տեղեկությունների համար կամ թիմի հետ կապ հաստատելու հարցումների կամ արտադրանքի մանրամասների համար: