«Роль постоянного тока в жизни растений»
МОУ«Гимназия № 8 »Энгельсского муниципального района
Саратовской области
Учебно-исследовательский проект
«Роль электричества в жизни растений»
Работу выполнил
Панин Артём Михайлович
обучающаяся 9 «А» класса
Руководитель:
Екимова Людмила Павловна — учитель химии, биологии
высшей квалификационной категории
Энгельс-2019
Оглавление
Введение | 2 | |
1 | Литературный обзор. Анализ изученной литературы по теме «Электричество в жизни растений». | 3 |
1.1 | Историческая справка. | 3 |
1.2 | Благоприятное действие электрического тока. | 4 |
1.3 | Рост растения. | 4 |
2 | Экспериментальная часть. | 5 |
2.1 | Создание конструкции стимулятора роста . | 5 |
2.2 | Ход эксперимента со стимулятором роста. | 6 |
Заключение | 9 | |
Литература |
Введение
Электрические явления играют важную роль в жизни растений.
Цель проекта — проверить на эксперименте влияние электрического тока на рост растения.
Гипотеза: предполагаем, что электричество способствует росту растений.
Задачи:
1. Экспериментальным путем выяснить, как электричество влияет на рост растений
2. Рассмотреть электрические процессы в растениях.
Объект исследования: огурец сорт «Конкурент»
Предмет исследования: влияние постоянного тока на развитие корневой системы огурца
1. Литературный обзор. Анализ изученной литературы по теме «Электричество в жизни растений»
1.1 Историческая справка
Второе растение развивалось медленно и выглядело хуже находящегося в естественном электрическом поле. Грандо сделал заключение, что для нормального роста и развития растениям необходим постоянный контакт с внешним электрическим полем. Однако до сих пор в действии электрического поля на растения много неясного. Давно замечено, что частые грозы благоприятствуют росту растений. Правда, это утверждение нуждается в тщательной детализации. Ведь грозовое лето отличается не только частотой молний, но и температурой, количеством осадков. А это факторы, оказывающие на растения весьма сильное воздействие [1]. Противоречивы данные, касающиеся темпов роста растений вблизи высоковольтных линий. Одни наблюдатели отмечают усиление роста под ними, другие — угнетение. Некоторые японские исследователи считают, что высоковольтные линии негативно влияют на экологическое равновесие. Более достоверным представляется тот факт, что у растений, произрастающих под высоковольтными линиями обнаруживаются различные аномалии роста.
1.2 Благоприятное действие электрического тока
Как видим, стимуляция роста под воздействием электрического тока наблюдается в том случае, если к растению присоединяется отрицательный электрод. Это можно объяснить тем, что само растение обычно заряжено отрицательно [3]. Подключение отрицательного электрода увеличивает разность потенциала между ним и атмосферой, а это, как уже отмечалось, положительно сказывается на фотосинтезе. Благоприятное действие электрического тока на физиологическое состояние растений можно использовать для лечения поврежденной коры деревьев, некоторых болезней растений. Электрическое поле влияет не только на взрослые растения, но и на семена. Дальнейшее изучение влияния электрического тока на растения позволит еще более активно управлять их продуктивностью.
1.3 Рост растения
Фотосинтез представляет собой процесс, благодаря которому солнечный свет позволяет осуществить питание растений. Лист каждого зеленого растения состоит из тысяч отдельных клеток. Они содержат вещество, называемое хлорофиллом, которое между прочим и придает зеленую окраску листьям. Каждая такая клеточка является химическим заводом в миниатюре [5]. Когда частица света, называемая фотоном, попадает в клетку, она поглощается хлорофиллом. Высвобождаемая при этом энергия фотона активизирует хлорофилл и дает начало ряду превращений, приводящих в конечном итоге к образованию сахара и крахмала, которые усваиваются растениями и стимулируют рост. Эти вещества хранятся в клетке, пока не понадобятся растению. С уверенностью можно предположить, что количество питательных веществ, которыми лист может обеспечить растение, прямо пропорционально количеству солнечного света, падающего на его поверхность.
2 Экспериментальная часть
Для проверки теории потребуется гальванический элемент. Еще потребуется пара электродов, которые можно легко воткнуть в землю вблизи корней. Размер солнечного элемента в принципе не имеет значения, поскольку сила тока, требуемая для стимуляции корневой системы, ничтожно мала. Однако для достижения наилучших результатов поверхность солнечного элемента должна быть достаточно большой, чтобы улавливать больше света. С учетом этих условий для стимулятора корневой системы был выбран гальванический элемент «SmartBuy» с напряжением 4,5 В. К клеммам элемента были подсоединены два стержня из нержавеющей стали. Убедившись в надежности электрического контакта пластинки с тыльной стороны элемента, можно подсоединить один стержень к пластине, другой — к токосъемной решетке.
Рисунок 1 – Конструкция стимулятора роста
2.
2 Ход эксперимента со стимулятором роста
Теперь, когда стимулятор готов, необходимо воткнуть два металлических стержня в землю вблизи корней. Все остальное сделает гальванический элемент.
Для эксперимента мы выбрали растение — огурец. Опытные образцы были посажены в горшок, после появления всходов в горшок были помещены электроды. Оставшиеся растения оставлены для контроля. Теперь необходимо одинаково ухаживать за растениями, одновременно поливая их и уделяя им равное внимание.
Через шесть дней нами были получены следующие результаты: растения со стимулятором корневой системы будут явно выше контрольных растений. Этот эксперимент лучше всего проводить в помещении, используя лишь искусственное освещение.
Рисунок 2 – Сравнение контрольных и опытных образцов
Таблица 1 — Размеры контрольных и опытных образцов
№ образца | Размеры контрольных образцов, см | Размеры опытных образцов, см | ||||||||||
Количество дней | ||||||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
1 | 0,3 | 1,2 | 2,2 | 3,4 | 4,2 | 6,0 | 0,4 | 1,9 | 4,0 | 5,8 | 6,8 | 7,5 |
2 | 0,2 | 1,3 | 3,2 | 4,5 | 4,9 | 6,1 | 0,3 | 1,8 | 3,8 | 6,0 | 6,9 | 7,1 |
3 | 0,4 | 1,3 | 3,1 | 4,1 | 5,0 | 6,5 | 0,6 | 2,0 | 4,2 | 5,8 | 7,2 | 7,6 |
4 | 0,3 | 1,5 | 3,4 | 4,1 | 5,3 | 6,2 | 0,5 | 2,0 | 4,3 | 5,6 | 7,5 | 8,0 |
5 | 0,4 | 1,2 | 2,8 | 4,2 | 5,1 | 5,9 | 0,5 | 2,0 | 4,3 | 6,0 | 7,1 | 7,6 |
6 | 0,4 | 1,3 | 3,2 | 4,3 | 5,2 | 5,2 | 0,6 | 2,2 | 4,1 | 6,1 | 6,9 | 7,3 |
7 | 0,2 | 1,0 | 2,6 | 3,8 | 4,6 | 5,0 | 0,6 | 2,3 | 4,5 | 5,7 | 6,9 | 7,4 |
8 | 0,4 | 1,3 | 3,0 | 4,0 | 4,8 | 5,3 | 0,4 | 1,8 | 3,9 | 5,9 | 7,2 | 7,6 |
9 | 0,5 | 1,4 | 3,1 | 4,2 | 5,0 | 5,6 | 0,5 | 2,0 | 4,1 | 6,0 | 6,8 | 7,8 |
Среднее | 0,4 | 1,4 | 3,3 | 4,1 | 4. | 5.8 | 0,5 | 2,0 | 4,1 | 5,9 | 7,0 | 7,5 |
9Из таблицы 1 делаем вывод, что среднее значение размеров контрольных образцов составляет 3,3 см, размеры опытных образцов – 4,5 см. Конечный прирост огурца составил в контрольных образцах 6,1 см, в опытном – 7,5 см.
Заключение
Стимулятор можно использовать для комнатных растений, поддерживая их в здоровом состоянии. Садовод или человек, занимающийся разведением цветов, может использовать его для ускоренного прорастания семян или улучшения корневой системы растений. Независимо от вида использования данного стимулятора можно хорошо поэкспериментировать в этой области. Возбуждение у растения собственного мембранного процесса является важным моментом в растениеводстве, садоводстве или даже в обычной квартире, где хозяйка содержит комнатные цветы.
Кстати, к комнатным цветам относятся не только фиалки или столетник, но и драцена, пальма, лимон, и многие другие (которые в домашних условиях выращивают, без преувеличения, до потолка). Дома в обычной городской квартире с помощью предлагаемого метода из желудя можно вырастить дуб, а потом пересадить на садовый участок. Рост разных растений в домашних условиях не одинаков и своеобразен. Некоторые из них активно растут только летом, а зимой едва подают признаки жизни. Другие растут вне зависимости от времени года, но могут погибнуть внезапно. Причиной тому может служить не столько проблема окружающей среды, питание растения или температура воздуха, сколько отсутствие времени хозяев на должный уход за теми «кого мы приручили». В связи с этим важно «выходить» погибающее, затухающее растение, дать ему импульс к новой жизни.
Литература
1 Ева-Катерина Хоффман «Энергия комнатных растений». М., 2001.
2 Томпкинс П., Бёрд К.
«Тайная жизнь растений»; «Свет», № 3, 4, 5, 1993.
3 Боданов Е. «Громоотвод на подоконнике», «Свет», № 3, 2002.
4 Белимов Г «Мыслящие растения», «Свет», №3, 2002.
5 Плонси Р., Барр Р. «Биоэлектричесиво», М., Мир, 1992.
6 Маслоброд С. «Книга судьбы для растений», «Свет» № 9, 10, 1993.
7 Маслов А. «Электрический язык растений», «Юный натуралист», № 10, 1990.
8 Рыбина И. А. «Светозависимая биоэлектрическая активность» Свердловск, 1980.
9 Коловский Р.А. «Биоэлектрические потенциалы древесных растений», «Наука», Новосибирск, 1980
5
Проект Электричество в повседневной жизни
Министерство образования Республики Башкортостан
Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Гимназия№3» городского округа город Октябрьский
Проект
Электричество в повседневной жизни
Выполнил ученик 9 а класса МБОУ «Гимназия №3» Саяхов Роберт |
учитель физики МБОУ «Гимназия №3» Тарасова М. |
Вг. Октябрьский РБ
2019 г
Содержание
Введение
Электричество в нашей жизни
Электричество и человек
Осторожно — электричество!
Электричество в природе
Практическая часть
Выводы
Литература
Введение
Сейчас практически невозможно представить себе современную жизнь без электроприборов и электричества. Уже несколько поколений удивляются и не понимают – как когда-то люди жили без такого блага цивилизации – электричества?
Я провел исследования по теме «Электричество в повседневной жизни» и хотел узнать, что такое электричество, как его можно обнаружить в нашей повседневной жизни. В настоящее время очень большую роль играют электрические приборы, но большинство людей даже не представляют насколько они опасны.
Цель: узнать где мы можем встретить электричество, и как мы можем уберечь себя от удара током.
Задачи:
изучить литературу об электричестве;
узнать, откуда берется электричество;
применить знания, умения, правила техники безопасности на практике.
Актуальность темы.
Тесное повседневное общение с большим количеством разнообразных электроприборов, машин и аппаратов, влечет за собой увеличение риска поражения человека электрическим током, в том числе и в быту при возникновении различных аварийных ситуаций. Потребление электроэнергии в быту значительно увеличилось и растёт всё больше.
Дома, в школе, в больнице, на заводе, под землей, под водой – всюду оно рядом с человеком. Движет, согревает, освещает электричество. Электричество – очень полезно, но изучение «электричества» – это очень большая и сложная работа, которая требует больших знаний.
Не знание правил обращения с электричеством может привести к электрическим травмам и возникновению пожаров.
Методы:
изучение литературных источников; практическая работа.
Теоретическая значимость:
изучение и систематизация материала по данной теме.
Практическая значимость:
без электричества представить нашу современную жизнь практически невозможно;
результаты исследования позволят больше узнать об окружающем мире, помогут в повседневной жизни.
Я предположил, что знания об электрических явлениях поможет нам:
Защититься от удара током
Судить о исправности или не исправности прибора
Правильно решать задачи по физике на экзаменах.
Далее я спланировал свою работу так чтобы найти ответы на следующие вопросы:
Где можно встретить электричество?
Какая сила тока опасна для человека?
Как можно получить источники электрической энергии?
Для того что бы ответить на эти вопросы, я:
изучил теорию вопроса;
побеседовал с представителями разных профессий (строителями, нефтяниками, школьными учителями биологии, технологии, химии, физики), проанализировал результаты, полученные в ходе опроса.
провел опыты по получению электрического тока из растений.
Электричество в нашей жизни
Ни один дом не сможет обойтись без электроэнергии. На работе, в быту и даже в хозяйстве вы и дня без нее не сможете.
Электроэнергия – это физический термин, который часто применяется в технике и в быту для определения количества электрической энергии, передаваемую генератором, в электрическую сеть. Под определение электричества применяют такие параметры как напряжение, частота и количество фаз, электрический ток. Электроэнергию вырабатывают на электростанциях, таких как ТЭС (теплоэлектростанция), ГЭС (гидроэлектростанция) и АЭС (атомные станции).
Сейчас можно с уверенностью сказать, что самым главным достижением человечества является открытие электрического тока и его использование.
Электрическая энергия имеет огромное значение, как в жизни каждого отдельно взятого человека, так и в развитии современного общества в целом.
В повседневной жизни электричество сопровождает нас весь день. Ежедневно каждый второй человек включает телевизор, компьютер, а холодильник нуждается в электричестве постоянно. Оно существенно сокращает количество проделанного нами труда вручную. Электроэнергия применяется для освещения помещений и улиц, создания микроклимата (вентиляторы, ионизаторы, кондиционеры, приборы для отопления), хранения продуктов питания (морозилки, холодильники), приготовления пищи (плиты, СВЧ печи, соковыжималки, кофеварки, кухонные комбайны т. д.), уборки квартиры (пылесосы), стирки и сушки белья (стиральные машины, электросушилки и утюги).
На заводах или фабриках в электроэнергии нуждаются постоянно. Оно приводит в действие станки, электромашины, компьютеры и т. д. Электричество снабжает дома, при помощи трансформаторных подстанций.
Работа современных средств связи, без которых мы не представляем свою жизнь — телефона, радио, телевидения, интернета — также основана на использовании электрической энергии.
Электроэнергия поселилась во всех сферах деятельности человека. Без электричества не могут обойтись ни промышленность, ни сельское хозяйство, ни даже наука.
Но, важно понимать, что электрическая энергия, которую мы используем, не существует в природе в готовом для потребления виде. Её нельзя добыть, как полезное ископаемое – нефть или уголь.
Молния — электрический искровой разряд в атмосфере, обычно может происходить во время грозы, проявляющийся яркой вспышкой света и сопровождающим её громом. Сила тока в разряде молнии на Земле достигает 10—500 тысяч ампер, напряжение — от десятков миллионов до миллиарда вольт.
Электричество и человек
Тело человека способно вырабатывать электроэнергию, в частности на такой подвиг способна сердечная мышца. Благодаря таким сердечным способностям, с помощью электрокардиограммы, можно измерить ритм биения сердца.
А вот в период, когда человек только начинал заниматься исследованиями электрических явлений, но при этом еще даже не знал о существовании специальных приборов, он ради науки приносил в жертву свое здоровье, а иногда и жизнь.
Так однажды ученый-физик В. Петров, который исследовал явление электрической дуги, пошел на такую жертву и срезал слой кожи на пальцах, чтобы была возможность лучше чувствовать слабые токи.
Еще древние римляне додумались лечить болезни с помощью электричества. Они нашли выход, как можно избавиться от головной боли. Для этих целей, на голову больного накладывали электрического угря. Конечно, сказать об эффективности такого лечения очень трудно, так как больной после такой процедуры уверял, что все прошло, или же боялся признаться, что у него болит голова.
Также интересным явлением из области электричества, является то, что при попадании в человека разряда молнии, у него на теле появляется довольно таки особенный рисунок, который еще называют фигурой Лихтенберга.
Осторожно — электричество!
Однако многие из нас даже не задумываются о том, что электрический ток безопасен только до тех пор, пока находиться под «замком» изоляции проводов и, вырвавшись оттуда, может стать безжалостным зверем готовым уничтожить все на своем пути.
Электрический ток опасен тем, что человек не может определить своими органами чувств его наличие и зачастую поражение током для человека становиться полной неожиданностью.
Электрический ток бывает двух видов постоянным и переменным. Встретить постоянный ток можно, например, в батарейках или аккумуляторе автомобиля. Четкое разделение на «плюс» и «минус» определяют постоянный ток. С переменным током все несколько сложнее. Дело в том, что полярность при переменном токе меняется с определенной частотой, то есть «плюс» и «минус» меняются местами. Например, стандартом для нашей электрической сети является частота в 50 герц, то есть «плюс» и «минус» поменяются местами 50 раз в секунду. Токи по-разному влияют на человеческий организм.
Поражения электрическим током можно получить при использовании электробытовых приборов и от ударов молнии, поскольку человеческий организм хороший проводник тока. Нередко травмы получают, наступив на лежащий на земле провод или отодвинув руками отвисшие электрические провода.
Напряжение свыше 36 В считается опасным для человека. Если через тело человека пройдет ток всего лишь в 0,05 А, он может вызвать непроизвольное сокращение мышц, которое не позволит человеку самостоятельно оторваться от источника поражения. Ток в 0,1 А смертелен.
Ещё опаснее переменный ток, поскольку оказывает более сильное воздействие на человека. Этот наш друг и помощник в ряде случаев превращается в беспощадного врага, вызывая нарушение дыхания и работу сердца, вплоть до его полной остановки. Он оставляет страшные метки на теле в виде сильнейших ожогов. Первое, что нужно знать об электричестве это то, что сила повреждения человеческого организма зависит не от напряжения, а именно от тока, примером тому могут служить, популярные сегодня, мио стимуляторы для наращивания мышц и сжигания жировых клеток. Напряжение в данных приборах может достигать 1000 вольт, однако сила тока настолько мала, что человек получает только стимуляцию мышц.
Чтобы не допустить несчастного случая:
Необходимо знать, что смертельно опасно не только касаться, но и подходить ближе чем на 5-8 м к лежащему на земле оборванному проводу воздушной линии.
Электричество в природе
Каждый из нас часто наблюдал за птицами, беззаботно сидящими на электрических проводах. Почему птицы сидят на высоковольтных проводах, а человек, коснувшись проводов, погибает? Все очень просто — они сидят на проводе, но ток через птицу не течет, но, если птичка взмахнет крылом, одновременно касаясь двух фаз — умрет. Обычно так погибают большие птицы типа аистов, орлов, соколов.
Так и человек может коснуться фазы и ему ничего не будет, если через него ток не потечет, для этого нужно одевать прорезиненные ботинки и нельзя при этом коснуться стены или металла.
Многие животные имеют такую способность, как вырабатывать электрический ток. Обороняясь от врагов, электрический угорь способен выработать электрический ток, который имеет напряжение до 500 В.
Электрический скат – способен создать электрический заряд. Напряжение составляет от 8 до 220 вольт.
Разряд электрического ската для человека не так опасен, как для мелких рыб, но все же оказывает пагубное слияние на здоровье и жизнедеятельность человека. Мелкие разряды отразятся сильной болью, более сильные могут парализовать конечности тела, самые мощные разряды могут привести к летальному исходу. Для сохранения жизни и здоровья человеку рекомендуется избегать купания в тех местах, где обитает электрический скат, а также ни в коем случае не взаимодействовать с рыбой на суше и в водной среде. Тем не менее, известно, что электрического ската в Древней Греции активно использовали как средство от боли, как болеутоляющее при операциях и родах. Электрического ската прикладывали к месту боли, с помощью электрического напряжения болезненные ощущения проходили. Такое использование морских электрических скатов обусловило появление современных электрических медицинских приборов.
«Электрический язык» пчелы. Известно, что некоторые насекомые — своего рода «живые барометры».
Они могут заранее определять перемену погоды. Это связано с их способностью воспринимать изменения электрического состояния атмосферы. В период хорошей погоды напряженность электрического поля у поверхности Земли составляет около 1,3 В/см, а перед грозой или пылевой бурей может возрастать до 10 В/см. Возрастает и величина наводимого тока, который раздражает насекомое и побуждает его искать укромное место от непогоды. Эта чувствительность к переменным электрическим полям у различных видов насекомых неодинакова. Например, максимальная чувствительность к электрическому полю медоносных пчел находится на частоте 500 герц и составляет 4—5 В/см. А осы начинают возбуждаться, когда напряженность поля достигает всего 0,3—0,5 В/см.
Растения и электричество. Изучению «растительного электричества» в XIX в. было уделено немало внимания. Первые попытки обнаружения токов действия у растений предпринимались именно на тканях, способных к сокращению. Токи действия в растительных тканях были обнаружены в опытах с черешками мимозы, способными совершать механические движения под влиянием внешних раздражителей.
Однако наиболее интересные результаты были получены в конце прошлого века Бердон-Сандерсоном, исследовавшим токи действия в закрывающихся листьев насекомоядного растения – так называемой венериной мухоловки. Оказалось, что в момент сворачивания края листа в его тканях возникают точно такие же токи действия, как в мышце при сокращении.
Практическая часть
Сочные фрукты, молодой картофель и другие пищевые продукты могут служить питанием не только для людей, но и для электроприборов. Чтобы добыть из них электричество, понадобятся оцинкованный гвоздь или шуруп и отрезок медной проволоки. Чтобы зафиксировать присутствие электричества, нужен бытовой мультиметр, а более наглядно продемонстрировать успех поможет светодиодный светильник, рассчитанные на питание от батареек.
Как получить электричество из картофеля.
Почти в любом овоще или фрукте есть электричество. Для создания генератора тока понадобится: картофель 1 шт; зубочистки 2 шт; соль; чайная ложка; провода 2 шт; зубная паста.
Провода необходимо зачистить. Картофель разрезать ножом на 2 половинки. Провод протянуть через одну половинку картофеля. Используя чайную ложку сделать во второй половинке картофеля ямку — размер ее равен размеру ложки.
Смешать с солью зубную пасту и заполнить ею ямку, сделанную в разрезанном картофеле. Соединить две половинки картофеля зубочистками.
Для добычи напряжения необходимо на один из проводов намотать кусочек ваты. Подождать две минуты (пока батарея зарядиться).
Затем друг к другу поднести провода до появления искры.
Как получить ток из лимона.
Разомнем лимон в руках, чтобы разрушить внутренние перегородки, но не повредить кожуру. Воткните гвоздь (шуруп) и медную проволоку так, чтобы электроды располагались как можно ближе друг к другу, но не соприкасались. Чем ближе будут находиться электроды, тем меньше вероятность, что они окажутся разделены перегородкой внутри фрукта.
В свою очередь, чем лучше ионный обмен между электродами внутри батарейки, тем больше ее мощность.
Такие опыты я провел с другими фруктами и овощами. Результаты измерений напряжения я занес в таблицу.
Измерения показали, что самое высокое напряжение дает груша, самое низкое – киви. Удивительно, что лимонная батарейка слабее других источников (кроме киви), хотя в сети Internet в основном рассматривается именно лимон как сырье для источников питания.
Работа, которой я занимался, показалась мне очень интересной. Я смог ответить на все интересовавшие меня вопросы. Так, проведенные эксперименты подтверждают гипотезу о возможности создания источников питания из фруктов и овощей.
Такие батарейки могут использоваться для работы приборов с низким потреблением энергии. Из использованных фруктов и овощей лучшими источниками электрического тока являются лимон, картофель, лук репчатый.
Я убедился в том, что физика наука экспериментальная. Я учился делать наблюдения, выдвигать гипотезы, проводить эксперимент, делать выводы. Я научился определять напряжение внутри «вкусной» батарейки и силу тока, создаваемую ею. Мне очень понравилось ставить эксперименты самому. Оценивать получившийся результат. Я заметил, что не всегда эксперимент удается, хотя теоретически так должно быть. Например, мне не удалось зажечь лампочку на 3,5 В, поэтому буду пробовать еще, пока не добьюсь результата
Выводы
Для того что бы хорошо выполнить проект по физике мне понадобились знания
русского языка и литературы — грамотно оформить проект, интересно изложить содержания проекта;
физики, биологии, химии – знакомство с источниками электрического тока.
Выбор идеи и обоснование проекта. Я выбрал именно эту тему потому что в будущем она может мне пригодиться при сдаче экзаменов.
Новизна. Я узнал, что такое электричество и где мы можем ее встретить.
Небольшие поселки, микрорайоны, мини-заводы, больницы и школы – все эти социальные здания часто становятся заложниками разных причин и обстоятельств, по которым могут ограничивать подачу электроснабжения. Люди уже настолько привыкли к цивилизованным, комфортным условиям, что вряд ли бы согласились отказаться от них. Научные изобретения постоянно удивляют нас и делают нашу жизнь все более беззаботной.
Литература
https://videouroki.net/video/29-ehlektricheskij-tok-i-ego-ispolzovanie.html
http://edufuture.biz/index.php?title=Электрический_ток._Сила_тока
Помидоры предупреждают друг друга о вредителях электричеством — Наука
ТАСС, 20 июля. Бразильские биологи обнаружили, что плоды томатов предупреждают другие части куста и прочие растения об атаке насекомых-вредителей с помощью электрических сигналов.
Результаты исследования опубликовал научный журнал Frontiers in Sustainable Food Systems.
Последние 350 млн лет идет эволюционная гонка: растения вырабатывают токсины, наполняют свои клетки несъедобными частицами кремния и предупреждают друг друга о врагах с помощью различных сигналов. Травоядные же с помощью различных ферментов нейтрализуют растительные яды и обезвреживают мешающие им частицы.
Габриэла Райсиг из Федерального университета города Пелотас (Бразилия) и ее коллеги выяснили, что растения и их плоды при первых признаках опасности могут предупреждать друг друга еще и с помощью электрических сигналов.
В ходе исследования ученые поместили несколько томатов в так называемую клетку Фарадея. Это устройство изолирует находящиеся в нем объекты от внешних электромагнитных полей. Благодаря этому можно точно измерить даже самые слабые электрические поля от биологических объектов.
Как только на плодах появлялись гусеницы хлопковых совок – опасные вредители томатов – зрелые и незрелые помидоры начинали вырабатывать разные электрические сигналы.
Попадая в другие части растения, эти сигналы меняли их жизнедеятельность – например, клетки растений начинали вырабатывать повышенное количество перекиси водорода и других веществ, которые отпугивают гусениц.
Ученые предполагают, что основным каналом для передачи электрических импульсов служат клетки сосудистой ткани растений, у которых относительно низкое электрическое сопротивление. Исследователи надеются, что дальнейшее изучение этих сигналов позволит понять, какую еще роль они могут играть в жизни томатов и других сельскохозяйственных культур, а также создать методы для управления этими сигналами. Райсиг и ее коллеги надеются, что ученые и фермеры благодаря их работе смогут гибко управлять созреванием плодов.
«Почему загорается лампочка Проект объект исследования работа тока
Исследовательский проект на тему:
«Природное электричество»
МОУ «СОШ «Патриот» с кадетскими классами
Руководитель проекта: Чаплыгина Ольга Владимировна,
учитель начальных классов МОУ «СОШ «Патриот» с
кадетскими классами»
Информационный лист (Введение, актуальность, задачи и цели проекта и т. | |
1 этап-организационный | |
Сбор информации | |
Анкетирование учащихся 4 «А», 4 «Б», 4 «В» классов. Анализ анкетирования | |
Выводы I этапа | |
2 этап- теоретический | |
Что такое электричество? | |
История открытия электричества. | |
Электричество в природе. | |
Выводы II этапа | |
Правила безопасности для детей, связанные с использованием электричества | |
3 этап-практический | |
Выводы III этапа | |
Заключение | |
Список используемой литературы | |
Приложение |
д.)Тема проекта: «Природное электричество».
Проблема (идея) проекта.
Не все мои одноклассники знают о существовании природного электричества. Идея проекта была узнать, что такое природное электричество, раскрыть возможности природного электричества.
Цель проекта:
узнать, что такое природное электричество, раскрыть возможности природного электричества.
Задачи:
изучить литературу по данной теме
найти из научных источников историю открытия электричества
узнать, что такое природное электричество
изучить правила безопасности связанные с использованием электричества
провести эксперимент по получению электричества из овощей фруктов в домашних условиях.
доказать существование природного электричества.
выпустить брошюру.
Вид проекта:
по комплектности: межпредметный
по количеству участников: индивидуальный
по продолжительности: краткосрочный.
Гипотеза:
Так как в овощах и фруктах много сока, а он представляет собой кислоту (такую же, как в обычных батарейках и аккумуляторах), то воткнув в них металлические пластины можно получить электричество.
Сроки реализации. Исследовательский проект реализуется в период с 25. 01.2018 года по 03.02.2018 года.
Ожидаемый результат в рамках исследовательского проект.
Я больше узнаю о природном электричестве.
Познакомлю одноклассников с историй возникновения электричества, раскрою возможности природного электричества,
Сделаю выводы по данной теме.
Попробую сам выполнить все эксперименты, соблюдая технику безопасности.
Перспектива
Изучение научной литературы
Изучение данной темы позволит больше узнать об окружающем нас мире.
Этапы выполнения исследовательской работы.
1 этап — организационный
Объект исследования: электрический ток
Предмет исследования:
природное электричество
переменный ток
Методы исследования:
Изучение литературных источников
Анкетирование
Наблюдение
Сравнение
Физические опыты обобщение
Анкетирование учащихся 4 «А», 4 «Б», 4 «В» классов, учителя, родители.
Результаты анкетирования показали:
учащихся 4 «А», 4 «Б». «В» классов — 70%
учителя МОУ «СОШ «Патриот» с кадетскими классами» — 100%
родители учащихся 4 «В» класса — 100 %
Вывод:
проанализировав опрос, я пришёл к выводу, что часть учеников нашего класса имеют некоторое представление о природном электричестве.
большинство опрошенных знают о природном электричестве и почти все хотели бы узнать результаты моих опытов и подтверждений моей гипотезы.
родители и учителя нашей школы знают о природном электричестве.
2 этап — теоретический
Что такое электричество?
Без электричества представить нашу современную жизнь практически невозможно. Электричество глубоко проникло в нашу повседневную жизнь, мы даже подумать не можем, как без электричества прожить.
Электрический ток — направленное движение заряженных частиц, похожее чем — то на реку. В реке течёт вода, по проводам маленькие частицы атома — электроны.
Электрический ток движется по проводнику в замкнутой цепи от источника тока к потребителю. Проводник — вещество, способное легко проводить электрический ток. Если мы имеем дело с металлом, то заряженные частицы — это электроны. Практически все металлы проводники электрического тока. Те вещества, которые не проводят ток, называются — изоляторами. К изоляторам относится пластик, резина. Медь очень хорошо проводит ток. В проводах электроны двигаются под действием магнитного поля.
Вывод: электричество — эффект, вызванный движением и взаимодействием заряженных частиц.
История открытия электричества.
Первые электрические явления люди наблюдали ещё в пятом веке до н.э. Родоначальник греческой науки Фалес Милетский заметил что потёртый мехом или шерсть кусок янтаря притягивает к себе лёгкие тела например пылинки.
В 1662 г.английский физик Уильям Гильберт продолжил изучение этих явлений. Именно он назвал их «электрическими».
В 1729 году Стефан Грей обнаружил, что некоторые металлы могут проводить ток.
Я решил узнать знают ли взрослые и мои сверстники о природном электричестве.
В 1733 году Дю Фэй открыл положительные и отрицательные электрические заряды.
В 1800 году Вольта изобрёл — первый источник постоянного тока.
В области электричества занимался и наш соотечественник Василий Перов. Он в начале XIX века открыл вольтову дугу.
Электричество в природе.
Какое-то время считалось, что электричество в природе не существует. Однако после того как Б. Франклин установил, что молнии имеют электрическую природу возникновения, это мнение перестало существовать.
Значение электричества в природе, как и в жизни человека огромно.
Например: природное явление.
Вспышка молнии — огромная искра мгновенный разряд электричества, скопившегося в грозовых тучах. Капли воды в грозовой туче сталкиваются и электролизуются в положительные заряды скапливаются в верхней части тучи, отрицательные — в нижней. Между тучей и землёй, заряжённой положительно, создаётся электрическое поле.
Его напряжение возрастает и разряжается молнией.
Например: рыбы.
Электрические скаты используют электричество, а точнее электрические разряды для защиты от врагов, поиска пищи под водой и её добывания. Рыба имеет специальный электрический орган. Он накапливает достаточно большой электрический заряд, а затем разряжает его на жертву, прикоснувшись к такой рыбе. Сила тока электрического органа рыб меняется с возрастом: чем старше рыба, тем сила тока больше.
Например: насекомые.
Пчёлы — во время полёта накапливают положительный заряд электричества, а у цветов он отрицательный. Поэтому пыльца с цветов сама перелетает на тело пчёл.
Мне стало интересно, может ли возникнуть природное электричество в растениях. Я стал собирать информацию на эту тему: беседовал с родителями, посещал школьную библиотеку, читал научные статьи по данной теме.
Вот что я узнал:
Чем больше сока в овоще или фрукте, тем больше электричества из них можно получить.
Для получения электричества, лучше всего использовать медь и цинк.
Для того чтобы начать свои опыты я должен вспомнить правила безопасности с электроприборами. В этом мне помог учитель МОУ «СОШ «Патриот» с кадетскими классами»: Сёмина Людмила Александровна (см. приложение стр. _____).
3 этап — практический
Для начала следует раздобыть цинк и медь. Цинк можно получить, разобрав старую неработающую батарейку или взять оцинкованный гвоздь или болт. Медь же можно найти в медной проволоке, зачистив ее от изоляционного материала.
Далее с помощью наждачной бумаги надо немного почистить медную проволоку или цинк с батарейки. Такая процедура поможет снять мельчайший слой окисленного материала, что благоприятно скажется на химической реакции.
После этого в одну из сторон лимона необходимо вставить медь, а в другую цинк так, чтобы два электрода в лимоне не касались друг друга. Медный и цинковый Электрод со свободной стороны следует подсоединить к проводам и для обеспечения более высокого напряжения и силы тока, такую же операцию проделать с другим лимоном.
Затем провод, идущий от меди в первом лимоне подсоединить к проводу, идущему от цинка второго лимона, образуя, таким образом, электрическую цепь. Другие концы проводов, выходящие из лимонов, можно подключить к приборам или к светодиоду, причем провод, идущий от меди будет нести положительный заряд тока, а провод от цинка — отрицательный заряд постоянного тока.
Эксперимент №1.
2 лимона, провода, медные электроды 2 шт., цинковые электроды 2 шт., светодиод.
Описание эксперимента.
Сначала я разложил всё, что нам понадобится:
цинковые и медные электроды, провода, лимоны, картошка, инструменты, лампочка.
После этого, я воткнул медные и цинковые электроды в лимоны, и лампочка загорелась. Из проделанного опыта мы видим, что лимон работает, как батарейка: медный электрод — положительный (+), а цинковый электрод — отрицательный (-). К сожалению это очень слабый источник энергии. (см. приложение стр. ______).
Гипотеза: если увеличить количество лимонов, увеличиться источник энергии.
Вывод :
в лимонной кислоте содержатся частицы электричества, чтобы получить природное электричество требуется лишь лимонная кислота и медные цинковые электроды.
Лимоны вырабатывают такое напряжение или электрическую силу, как пара батареек в фонарике.
Эксперимент №2
Для проведения опыта понадобится: 2 картофеля, провода, медные электроды 2 шт., цинковые электроды 2 шт., светодиод.
Я соединил цинковые и медные электроды проводами. Вставил медные и цинковые электроды в картофель, и лампочка загорелась.
Вывод: в картофеле содержится кислота, благодаря которой появляется природное электричество. Соединив цинковые электроды, с кислотой выделяемой картофелем лампочка загорается.
Заключение
Природное электричество существует, и оно может быть очень полезным. Я подтвердил свою гипотезу: если открыть тайны электричества то электрический ток станет хорошим другом и помощником, а не опасностью в жизни.
При помощи фруктовой или овощной батарейки доказал, что природное электричество существует.
Вывод.
Практическая значимость природного электричества.
На основании полученной мною информации и проделанных опытов, я могу сказать, что природное электричество очень полезная вещь. Если взять в поход медные и цинковые пластинки, провода и лампочку, то можно сделать светильник и зарядное устройство для телефона, так как овощи и фрукты в природе можно всегда найти.
Список используемых источников.
Т.Ю. Покидаева. Новая детская энциклопедия. ООО «Издательская Группа «Азбука».
Е.П. Левитан, Т.А. Никифорова Занимательная физика. Детская энциклопедия
К.Роджерс, Ф. Кларк. Изучаем физику. Свет. Звук. Электричество. ООО Издательство «Росмэн — Пресс» г. Москва, 2002г.
http:// dostizhenya.ru /elektrichestvo
http:// pozmir.ru
http:// sitefaktov.ru
Приложение №1
Правила безопасности для детей, связанные с использованием электричества.
Самое главное, что надо знать про электричество — это техника электро-безопасности, которую должен знать не только взрослый, но и ребенок, что бы обезопасить свою жизнь. Ток — невидим, а потому особенно коварен.
Что не нужно делать взрослым и детям?
Не дотрагивайтесь руками, не подходите близко к проводам и электро-
комплексам.
Недалеко от линий электропередач, подстанций не останавливайтесь на отдых, не разводите костров, не запускайте летающие игрушки.
Лежащий на земле провод может таить в себе смертельную опасность.
Электрические розетки, если в доме маленький ребёнок, — объект особого контроля.
Не играть с розетками и выключателями.
Нельзя засовывать металлическую проволоку в розетки.
Правила использования электроприборов:
Не оставлять включенные электроприборы без присмотра.
Очень опасно собирать, разбирать, что — либо в электрических приборах во время работы прибора.
Уходя из дома выключать все электроприборы.
Пользоваться электроприборами можно только с разрешения взрослых.
Вода является хорошим проводником, также как и тело человека, поэтому нельзя мокрыми руками трогать розетки и электроприборы, потому что может «ударить» током.
Электричество в батарейках не опасно. Но нельзя разбирать батарейки и нельзя их глотать, так как внутри них находятся химические вещества, которые вредны для здоровья. Нельзя бросать батарейки в огонь, потому что они могут взорваться.
Приложение №2
Приложение № 3
Анна Юняткина
Так была выбрана тема для моего первого настоящего исследования !
У меня часто возникали вопросы : Как электричество заставляет гореть лапочки? Откуда берется электрический ток в розетке ? Как мои игрушки работают от батарейки , откуда в батарейке электричество ? И в чем разница между электрическим током и электричеством ?
И вот в конце первого учебного полугодия в рабочей тетради по «Окружающему миру» задание : «Соберите электрическую цепь и зарисуйте ее » .
Папа с удовольствием согласился купить необходимый для этого «Электрический конструктор » . Когда цепь была собрана, он рассказал мне, как по ней движется электрический ток . И мне стало интересно, почему батарейку я свободно беру в руки, и ток не приносит мне вреда, а вот в розетку пальцы засовывать нельзя, током убьет?
После этого я для себя точно решила, что обязательно должна разобраться с возникающими у меня вопросами, про электричество и ток ! Что и послужило основанием для выбора темы исследования .
Гипотеза : Ток в электрической цепи бывает разным .
Для того чтобы проверить свою гипотезу мной была определена цель исследований и проведен ряд опытов.
Цель : Изучить электрические цепи с разными видами тока.
Для достижения поставленной цели мной по порядку были изучены все интересовавшие меня выше вопросы. Задачи :
1. Изучить природу .
2. Ознакомиться с принципом работы батарейки .
3. Узнать, как .
Для их решения я выполнила следующую работу :
1) спросила у папы и провела с ним опыты;
2) прочитала детские энциклопедии ;
4) искала информацию в Интернете;
5) просматривала познавательные мультфильмы про электричество .
Методы и приемы исследования : наблюдение, эксперимент.
Оборудование : Электрический конструктор , мультиметр.
Практическая значимость : результаты исследования позволят больше узнать об окружающем мире , помогут в повседневной жизни.
Результат работы представлен в виде презентации.
1. Природа электричества и электрического тока
Из мультфильма «Смешарики : Пин-Код : Электробитва » мне было уже известно, что еще в древней Греции греками было замечено : если янтарь потереть о шерсть, он начнёт притягивать к себе лёгкие предметы, находящиеся поблизости. Силу, притягивающую к себе предметы греки стали называть электричеством .
Янтарь по-древнегречески называется электроном . От «электрона » — янтаря образовали слово электричество . Это первое знакомство людей с электричеством .
Сейчас ученые доказали : «Все, что нас окружает, состоит из элементарных частиц : протонов и электронов , у которых есть удивительное свойство, они имеют электрический заряд ».
Рис. 1. Протон и электрон
Протон – это положительно, а электрон отрицательно заряженная частица (рис. 1,2) .
Рис. 2. Протон и электрон
Электроны и протоны притягиваются друг к другу и образуют конструкцию под названием атом. Протоны находятся в ядре атома, вокруг протонов вращаются электроны (рис. 3) .
Рис. 3. Атом
При трении янтаря о шерсть частицы с атомов шерсти перескакивают на атомы янтаря (рис. 4) .
Рис. 4. Что происходит при трении
В результате чего шерсть потеряв часть своих электронов становиться заряжена положительно, а янтарь отрицательно.
Отрицательно и положительно заряженные атомы начинают притягиваться друг к другу (рис. 5) . Такой вид электричества называется статическим.
Рис. 5. Статическое электричество
Если у одних атомов электронов переизбыток , то под действием электрических сил они устремляются туда, где электронов не хватает . Такой поток электронов и называется электрический ток (рис. 6) .
Рис. 6. Электрический ток
Я попробовала повторить рассказанный в мультфильме пример (рис. 7) .
Рис. 7. Опыт с янтарем
Потом я провела такой же опыт с линейкой : потерла линейку о шерсть, и кусочки бумаги притянулась к ней (рис. 8) .
Рис. 8. Опыт с линейкой
В моем опыте электроны с линейки «перескочили» на шерсть, и линейка притянула к себе бумагу, пытаясь «захватить» с нее электроны .
Я сделала вывод, что янтарь и линейка наэлектризовались , в результате чего возникло статическое электричество .
Выводы :
1) Одинаковые заряды отталкиваются, разные – притягиваются. Одинаково заряженные тела отталкиваются, противоположно заряженные – притягиваются.
2) Электричество получаемое в результате потери баланса положительно и отрицательно заряженных частиц называется статическим.
3) Когда много-много электронов «бегут» по проводнику в одном направлении, возникает электрический ток .
4) Электрический ток – это упорядоченное движение заряженных частиц.
2. Ознакомиться с принципом работы батарейки
Электричество может возникнуть не только при трении. Причиной возникновения тока может быть химическая реакция. Так устроены привычные нам батарейки.
Первая электрическая батарейка появилась в 1799 году. Её изобрел Алессандро Вольта (рис. 9) . Он же изобретатель источника постоянного электрического тока .
Рис. 9. Алессандро Вольта (1745 – 1827)
Батарейки бывают круглые, квадратные (рис.
10) .
Рис. 10. Разновидности батареек
Я рассмотрела строение и расскажу вам про пальчиковую батарейку. Её назвали так, потому что она похожа на пальчик. Снаружи я увидела, что с одного конца батарейки стоит знак «плюс» , а с другого «минус» (рис. 11) .
Рис. 11. Пальчиковая батарейка
Внутри современной батарейки два цилиндрика (анод +; катод -, вставленные один в другой. Между цилиндриками (плюсом и минусом) — специальный барьер (сепаратор, раствор или паста (рис. 12) .
Рис. 12. Строение обычной батарейки
От одного цилиндрика к другому и течет электрический ток (рис. 13) .
Рис. 13. Принцип работы батарейки
Например, от одного цилиндрика по проводу ток идет в лампочку и дальше по проводу подходит к другому цилиндрику (рис. 14) .
Рис. 14. Электро-схема
Для наглядности я с папой собрала, показанную выше, электрическую цепь . На рисунке 15 представлен результат проведенного опыта.
Рис. 15. Электрическая цепь в действии
Мы с папой попытались в домашних условиях сделать свою батарейку (рис. 16) .
Рис. 16. Батарейка своими руками
Для этого нам понадобились (рис. 17) :
Прочное бумажное полотенце;
Пищевая фольга;
Ножницы;
Медные монеты;
Маленькая лампочка;
Два изолированных медных провода.
Рис. 17. Что нужно
Как проводился опыт :
1. Растворили в воде немного соли.
2. Нарезали бумажное полотенце и фольгу на квадратики чуть крупнее монет.
3. Намочили бумажные квадратики в соленой воде.
4. Положили друг на друга стопкой : медную монету, кусочек фольги, снова монету, и так далее несколько раз. Сверху стопки должна быть бумага, внизу – монета.
5. Зачищенный конец одного провода подсунули под стопку, второй конец присоединил к лампочке. Один конец второго провода положили на стопку сверху, второй тоже присоединили к лампочке.
Лампочка не загорелась, зато загорелся диод (рис. 18) .
Рис. 18. Опыт с монетами
Диод горел еле-еле, и мы решили провести еще один опыт при помощи уксуса.
Для него нам потребовались (рис. 19) :
Уксусная кислота
Саморезы;
Медная проволка;
Маленькая лампочка;
Коробочки от «киндеров» ;
Изолированные провода.
Рис. 19. Что нужно
Как проводился опыт :
1. Соединили саморезы с медной проволокой (рис. 20) .
Рис. 20. Этап 1
2. Залили в «киндеры» уксус (рис. 21) .
Рис. 21. Этап 2
3. Вставили по очереди в коробочки от «киндеров» саморезы и медную проволку, так что бы в одном «киндере» была проволка, а в другом саморез (рис. 22) .
Рис. 22. Этап 3
4. Подсоединили один провод к саморезу, а второй к медной проволке (рис. 23) .
Рис. 23. Этап 4
5. Подсоединили провода к лампочке (рис. 24) .
Рис. 24. Этап 5
Лампочка не загорелась, а диод горел хорошо (рис. 25) .
Рис. 25. Этап 6
Так же ток возникает во фруктах и овощах. Я провела опыты с лимоном и картошкой.
В лимон и картошку воткнула медную и цинковую пластины и измерила напряжение вольтметром (рис. 26 и 27) .
Рис. 26. Опыт с лимоном
Рис. 27. Опыт с картошкой
Вольтметр показал, что и в лимоне и в картошке возник электрический ток с примерно одинаковым напряжением.
Трех лимонов мне оказалось достаточно, чтобы светодиод потихоньку загорелся без дополнительных источников тока. Добавив еще один лимон диод начал гореть в полную силу, но лампочка как и в предыдущих опытах не загорелась (рис. 28) .
Рис. 28. Опыт с лимоном
В опыте с картошкой, мы взяли 12 картофелин, но лампочка все равно не загорелась (рис. 29) .
Рис. 29. Опыт с картошкой
По проделанным опытам с лимоном и картошкой я сделала вывод, что электрический ток в овощах и фруктах появляется в результате химической реакции между металлом и содержащейся в овощах и фруктах кислотой.
Еще я узнала, как работает световой источник тока – солнечные батареи.
Солнечная батарея состоит из множества солнечных элементов, в каждом из которых энергия света непосредственно превращается в электрическую энергию . Это совсем несложно, только для изготовления солнечного элемента нужно найти вещество с подходящими свойствами.
Свет «выбивает» электроны из вещества , покрывающего пластины батареи и возникает электрический ток (рис. 30) .
Рис. 30. Солнечная батарея
Солнечная батарея есть у нас на даче, днем она накапливает электричество , а ночью начинает его отдавать (рис. 31) .
Рис. 31. Пример солнечной батареи
Пока на батарею попадают лучи солнца, бабочка не горит, а как только мы ее закрыли телефоном, она зажглась.
Еще солнечные батареи можно встретить дома в калькуляторах (рис. 32) .
Рис. 32. Калькуляторы с солнечной батареей
Вывод : Солнечные батареи не только производят электричество , но и накапливают его при помощи аккумулятора.
Таким образом, я пришла к выводу, что батарейки – это устройства, производящие электрическую энергию . Но одной батарейки недостаточно для того, чтобы лампочка или диод горели.
Для этого необходимо составить замкнутую электрическую цепь из электрических приборов . Папа научил меня собирать простейшую электрическую цепь .
Элементы электрической цепи соединяются проводами и подключаются к источнику питания.
Самая простая электрическая цепь состоит из :
1) источника тока;
2) потребителя электроэнергии (лампа, электробытовые приборы ) ;
3) замыкающего и размыкающего устройства (выключатель, кнопка) ;
4) соединительных проводов;
Чертежи, на которых показано, как электрические приборы соединены в цепь, называются электрическими схемами .
На электрических схемах все элементы электрической цепи имеют условное обозначение.
Вывод : если батарейка является частью электрической цепи , то поток электронов течет от отрицательного полюса батарейки к положительному через все элементы цепи .
Вот как работают мои игрушки !
3. Как электричество попадает в наш дом
Современному человеку электричество необходимо , чтобы работали станки на заводах , чтобы ездили поезда, трамваи. А дома — чтобы работали различные приборы , которые помогают быстро выполнить домашнюю работу . Но откуда и как к нам в дом приходит электричество ?
И вот что я узнала (рис. 33) :
1. Электричество для нашего дома производится на электростанции (ТЭЦ-17) .
3. Потом электричество попадает в трансформатор, что бы стать пригодным
для домашних электроприборов . попадает в наши дома
4. С трансформатора электричество по проводам приходит к нам в дом.
Рис. 33. Как электричество
Я попросила родителей показать мне, откуда и как (рис. 34) .
Рис. 34. Как электричество приходит в наш дом
Для получения такого большого количества электроэнергии строят электростанции .
Ток на электростанции получают с помощью особого устройства – генератора (рис. 35) .
Рис. 35. Генератор
Чтобы привести в действие генератор тока, используют разные виды энергии.
Тепловые получают энергию от сгорания топлива (газа, дизельного топлива или угля) . Такая станция есть у нас в городе Ступино (например, ТЭЦ-17) (рис. 36) .
Рис. 36. ТЭЦ-17 г. Ступино
На гидроэлектростанции для вращения турбины генератора используют энергию воды. Такую можно увидеть в городе Шатура (рис. 37) .
Рис. 37. Шатурская гидроэлектростанция
На атомной электростанции используют энергию тепла, выделяемой при ядерной реакции (рис. 38) .
Рис. 38. Ростовская атомная электростанция
А ещё есть ветровые электростанции (рис. 39, солнечные (рис. 40) и многие другие.
Рис. 39. Ветровая электростанция
Рис. 40. Солнечная электростанция
Когда вы нажимаете на выключатель лампы или какого-нибудь прибора, то электрический ток , пришедший от генератора, начинает течь по проводам, и прибор начинает действовать, а лампочка — светиться. Точно так же, как в моей электро-схеме (рис. 41) .
Рис. 41. Электрическая цепь работы лампочки
Производство электроэнергии требует больших затрат, поэтому очень важно беречь ее, не тратить зря.
Подведем итоги!
Почему же электричество опасно ? И почему батарейка для меня безвредна, а ток в розетке так опасен. Вот что я узнала :
Ток — это движение заряженных частиц в одном направлении. Частицы «бегут» не ровно, а колеблются (рис. 42) .
Рис. 42. Электрический ток
«Колеблются» слабо – напряжение маленькое (например, в батарейке) . «Удар» слабый (рис. 43) .
Рис. 43. Электрический ток в батарейке
Сильные колебания – напряжение большое. «Удар» сильный. При прикосновении к проводнику палец чувствует удар и боль (рис. 44) .
Рис. 44. Электрический ток в розетке
В розетке – 220 вольт, удар током приводит к травмам, ожогам и смерти.
Вот почему ток в розетке так опасен!
В результате всех проделанных исследований я сделала выводы :
1. Электричество — это общее название ВСЕХ явлений, так или иначе связанных со свойствами электрических зарядов .
2. Ток — это направленное движение электрических зарядов под действием сил электрической природы . То есть просто частный случай электричества .
3. Электричество в наш дом попадает по электрической цепи с электростанций .
4. Чем выше колебание частиц при движении, тем выше напряжение тока в цепи и опаснее его удар .
Будем бережно относиться к электричеству , будем помнить о той опасности, которую оно несёт в себе.
Источники :
1. Леенсон И. А. Загадочные заряды и магниты. Занимательное электричество . Изд-во : ОлмаМедиаГрупп, 2014 г;
2. http://www.kindergenii.ru ;
3. http://detskiychas.ru ;
4. http://www.kostyor.ru ;
5. http://pochemuha.ru ;
Тема моей работы: Живое электричество
Целью работы было: выявление способов получения электроэнергии из растений и экспериментальное подтверждение некоторых из них.
Мы поставили перед собой следующие задачи:
Для достижения поставленных задач использовали следующие методы исследования: анализ литературы, экспериментальный метод, метод сравнения.
Прежде чем электрический ток попадет к нам в дом, он пройдет большой путь от места получения тока до места его потребления. Ток вырабатывается на электростанциях. Электростанция — электрическая станция, совокупность установок, оборудования и аппаратуры, используемых непосредственно для производства электрической энергии, а также необходимые для этого сооружения и здания, расположенные на определённой территории.
«РАБОТА ЖИВОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО»
Министерство образования, науки и молодежи Республики Крым
Крымский конкурс исследовательских работ и проектов школьников 5-8 классов «Шаг в науку»
Тема: Живое электричество
Работу выполнила:
Асанова Эвелина Асановна
ученица 5 класса
Научный руководитель:
Аблялимова Лиля Ленуровна,
учитель биологии и химии
МБОУ «Веселовская средняя школа»
с. Веселовка – 2017
1.Введение……………………………………………………………..…3
2.Источники электрического тока…………………………..…….……4
2.1. Нетрадиционные источники энергии………………………….…..4
2.2. «Живые» источники электрического тока…………………………4
2.3. Фрукты и овощи как источники электрического тока……………5
3. Практическая часть……………………………..………….…………6
4. Заключение……………………………………………….………..…..8
Список источников литературы………………………………………….9
ВВЕДЕНИЕ
Электричество и растения – что может быть общего у них? Однако еще в середине XVIII века естествоиспытатели поняли: эти два понятия объединяет какая-то внутренняя связь.
Люди столкнулись с «живым» электричеством еще на заре цивилизации: им была известна способность некоторых рыб с помощью какой-то внутренней силы поражать добычу. Об этом свидетельствуют наскальные рисунки и начертания некоторых египетских иероглифов, изображающих электрического сома. И не его одного выделяли тогда по этому признаку. Римские врачи умудрялись использовать «удары» скатов для лечения нервных болезней. Очень много сделано учёными в изучении удивительного взаимодействия электричества и живого, но многое пока ещё скрывает от нас природа.
Впервые на электрический заряд обратил внимание Фалес Милетский за 600 лет до н.э. Он обнаружил, что янтарь, потертый о шерсть, приобретет свойства притягивать легкие предметы: пушинки, кусочки бумаги. Позже считалось, что таким свойством обладает только янтарь. Первый химический источник электрического тока был изобретен случайно, в конце XVII века итальянским ученым Луиджи Гальвани. На самом деле целью изысканий Гальвани был совсем не поиск новых источников энергии, а исследование реакции подопытных животных на разные внешние воздействия. В частности, явление возникновения и протекания тока было обнаружено при присоединении полосок из двух разных металлов к мышце лягушачьей лапки. Теоретическое объяснение наблюдаемому процессу Гальвани дал неверное. Будучи врачом, а не физиком, он видел причину в так называемом «животном электричестве». Свою теорию Гальвани подтверждал ссылкой на известные случаи разрядов, которые способны производить некоторые живые существа, например «электрические рыбы».
В 1729 году Шарль Дюфе установил, что существует два рода зарядов. Опыты, проведенные Дюфе, говорили, что один из зарядов образуется при трении стекла о шелк, а другой – при трении смолы о шерсть. Понятие о положительном и отрицательном заряде ввел немецкий естествоиспытатель Георг Кристоф. Первым количественным исследователем был закон взаимодействия зарядов, экспериментально установленный в 1785 году Шарлем Кулоном с помощью разработанных им чувствительных крутильных весов.
ИСТОЧНИКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА
Прежде чем электрический ток попадет к нам в дом, он пройдет большой путь от места получения тока до места его потребления. Ток вырабатывается на электростанциях. Электростанция — электрическая станция, совокупность установок, оборудования и аппаратуры, используемых непосредственно для производства электрической энергии, а также необходимые для этого сооружения и здания, расположенные на определённой территории. В зависимости от источника энергии различают тепловые электростанции (ТЭС), гидроэлектрические станции (ГЭС), гидроаккумулирующие электростанции, атомные электростанции (АЭС).
НЕТРАДИЦИОННЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ
Кроме традиционных источников тока существует множество нетрадиционных источников. Электричество, по сути, можно практически получать из всего, что угодно. Нетрадиционные источники электрической энергии, где невосполнимые энергоресурсы практически не тратятся: ветроэнергетика, приливная энергетика, солнечная энергетика.
Есть и другие предметы, которые на первый взгляд не имеют никакого отношения к электричеству, однако могут служить источником тока.
«ЖИВЫЕ» ИСТОЧНИКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА
В природе есть животные, которых мы называем «живыми электростанциями». Животные очень чувствительны к электрическому току. Даже незначительной силы ток для многих из них смертелен. Лошади погибают даже от сравнительно слабого напряжения в 50-60 вольт. А есть животные, которые не только обладают высокой устойчивостью к электрическому току, но и сами вырабатывают ток в своём теле. Это рыбы — электрические угри, скаты, и сомы. Настоящие живые электростанции!
Источником тока служат особые электрические органы, расположенные двумя парами под кожей вдоль тела — под хвостовым плавником и на верхней части хвоста и спины. По внешнему виду такие органы представляют продолговатое тельце, состоящее из красновато-желтого студенистого вещества, разделённого на несколько тысяч плоских пластинок, ячеек-клеток, продольными и поперечными перегородками. Что-то вроде батареи. От спинного мозга к электрическому органу подходит более 200 нервных волокон, ответвления от которых идут к коже спины и хвоста. Прикосновение к спине или хвосту этой рыбы вызывает сильный разряд, который может мгновенно убить мелких животных и оглушить крупных животных и человека. Тем более, что в воде ток передаётся лучше. Оглушённые угрями крупные животные нередко тонут в воде.
Электрические органы – средство не только для защиты от врагов, но и для добычи пищи. Охотятся электрические угри ночью. Приблизившись к добыче, произвольно делает разряд своих «батарей», и всё живое – рыбы, лягушки, крабы — парализуются. Действие разряда передаётся на расстояние в 3-6 метров. Ему остаётся только заглотать оглушённую добычу. Израсходовав запас электрической энергии, рыба долгое время отдыхает и пополняет её, «заряжает» свои «батареи».
2.3. ФРУКТЫ И ОВОЩИ КАК ИСТОЧНИКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА
Изучив литературу, я узнала, что электроэнергию можно получить из некоторых фруктов и овощей. Электрический ток можно получить из лимона, яблок и, самое интересное, из обычного картофеля – сырого и вареного. Такие необычные батареи способны работать несколько дней и даже недель, а вырабатываемое ими электричество в 5-50 раз дешевле получаемого от традиционных батареек и, по меньшей мере, вшестеро экономичнее керосиновой лампы при использовании для освещения.
Индийские ученые решили использовать фрукты, овощи и отходы от них для питания несложной бытовой техники. Батарейки содержат внутри пасту из переработанных бананов, апельсиновых корок и других овощей или фруктов, в которой размещены электроды из цинка и меди. Новинка рассчитана, прежде всего, на жителей сельских районов, которые могут сами заготавливать фруктово-овощные ингредиенты для подзарядки необычных батареек.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Срезы листьев, стебля всегда заряжены отрицательно по отношению к нормальной ткани. Если взять лимон или яблоко и разрезать, а потом приложить к кожуре два электрода, то они не выявят разницы потенциалов. Если же один электрод приложить к кожуре, а другой к внутренней части мякоти, то появится разность потенциалов, и гальванометр отметит появление силы тока.
Я решила проверить на опыте и доказать, что в овощах и фруктах есть электричество. Для исследований мною были выбраны следующие фрукты и овощи: лимон, яблоко, банан, мандарин, картофель. Отмечала показания гальванометра и, действительно, в каждом случае получала ток.
В результате проделанной работы:
1. Я изучила и проанализировала научную и учебную литературу об источниках электрического тока.
2.Познакомилась с ходом работы по получению электрического тока из растений.
3. Доказала, что в плодах различных фруктов и овощей есть электричество и получила необычные источники тока.
Конечно, электрическая энергия растений и животных, в настоящее время не могут заменить полноценные мощные источники энергии. Однако и недооценивать их не стоит.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Для достижения цели моей работы решены все поставленные задачи исследования.
Анализ научной и учебной литературы позволил сделать вывод о том, что вокруг нас очень много предметов, которые могут служить источниками электрического тока.
В ходе работы рассмотрены способы получения электрического тока. Я узнала много интересного о традиционных источниках тока — различного рода электростанциях.
С помощью опыта показала, что можно получить электроэнергию из некоторых плодов, конечно, это небольшой ток, но сам факт его наличия дает надежду, что в последующем такие источники можно будет использовать в своих целях (зарядить мобильный телефон и др.). Такие батареи могут использовать жители сельских районов страны, которые могут сами заготавливать фруктово-овощные ингредиенты для подзарядки биобатареек. Использованный состав батареек не загрязняет окружающую среду, как гальванические (химические) элементы, и не требует отдельной утилизации в отведенных местах.
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ ЛИТЕРАТУРЫ
Гордеев А.М., Шешнев В.Б. Электричество в жизни растений. Издательство: Наука — 1991г.
Журнал «Наука и жизнь», №10, 2004г.
Журнал. «Галилео» Наука опытным путем. № 3/ 2011 г. «Лимонная батарейка».
Журнал «Юный эрудит» № 10 / 2009 г. «Энергия из ничего».
Гальванический элемент — статья из Большой советской энциклопедии.
В. Лаврус «Батарейки и аккумуляторы».
Просмотр содержимого документа
«ТЕЗИСЫ»
Тема: Живое электричество
Научный руководитель: Аблялимова Лиля Ленуровна, учитель биологии и химии МБОУ «Веселовская средняя школа»
Актуальность выбранной темы: в настоящее время в России наметилась тенденция роста цен на энергоносители, в том числе и на электроэнергию. Поэтому вопрос поиска дешёвых источников энергии имеет важное значение. Перед человечеством стоит задача освоения экологически чистых, возобновляемых, нетрадиционных источников энергии.
Цель работы: выявление способов получения электроэнергии из растений и экспериментальное подтверждение некоторых из них.
Изучить и проанализировать научную и учебную литературу об источниках электрического тока.
Ознакомиться с ходом работы по получению электрического тока из растений.
Доказать, что в растениях есть электричество.
Сформулировать направления полезного использования получившихся результатов.
Методы исследования: анализ литературы, экспериментальный метод, метод сравнения.
Просмотр содержимого презентации
«ПРЕЗЕНТАЦИЯ»
Живое электричество Работу выполнила: Асанова Эвелина, ученица 5 класса МБОУ «Веселовская средняя школа»
Актуальность работы:
В настоящее время в России наметилась тенденция роста цен на энергоносители, в том числе и на электроэнергию. Поэтому вопрос поиска дешёвых источников энергии имеет важное значение.
Перед человечеством стоит задача освоения экологически чистых, возобновляемых, нетрадиционных источников энергии.
Цель работы:
Выявление способов получения электроэнергии из растений и экспериментальное подтверждение некоторых из них.
- Изучить и проанализировать научную и учебную литературу об источниках электрического тока.
- Ознакомиться с ходом работы по получению электрического тока из растений.
- Доказать, что в растениях есть электричество.
- Сформулировать направления полезного использования получившихся результатов.
- Анализ литературы
- Экспериментальный метод
- Метод сравнения
Введение
Наша работа посвящена необычным источникам энергии.
В окружающем нас мире очень важную роль играют химические источники тока. Они используются в мобильных телефонах и космических кораблях, в крылатых ракетах и ноутбуках, в автомобилях, фонариках и обыкновенных игрушках. Мы каждый день сталкиваемся с батарейками, аккумуляторами, топливными элементами.
Современная жизнь просто немыслима без электричества — только представьте существование человечества без современной бытовой техники, аудио- и видеоаппаратуры, вечера со свечой и лучиной.
Живые электростанции
Самые сильные разряды производит южно американский электрический угорь. Они достигают 500-600 вольт. Такое напряжение способно свалить с ног лошадь. Угорь создает особенно сильное напряжение тока, когда изогнется дугой так, что жертва находится между его хвостом и головой: получается замкнутое электрическое кольцо .
Живые электростанции
Скаты являются живыми электростанциями, вырабатывающими напряжение около 50-60 вольт и дающими разрядный ток 10 ампер.
Все рыбы, дающие электрические разряды, используют для этого специальные электрические органы.
Кое – что об электрических рыбах
Рыбы используют разряды:
- чтобы освещать свой путь;
- для защиты, нападения и оглушения жертвы;
- передают сигналы друг другу и обнаруживают заранее препятствия.
Нетрадиционные источники тока
Кроме традиционных источников тока существует множество нетрадиционных. Оказывается, электричество можно практически получать из всего, что угодно.
Эксперимент:
Электроэнергию можно получить из некоторых фруктов и овощей. Электрический ток можно получить из лимона, яблок и самое интересное, из обычного картофеля. Я провела опыты с этими плодами и действительно получила ток.
- В результате проделанной работы:
- 1. Я изучила и проанализировала научную и учебную литературу об источниках электрического тока.
- 2.Познакомилась с ходом работы по получению электрического тока из растений.
- 3. Доказала, что в плодах различных фруктов и овощей есть электричество и получила необычные источники тока.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ:
Для достижения цели моей работы решены все поставленные задачи исследования. Анализ научной и учебной литературы позволил сделать вывод о том, что вокруг нас очень много предметов, которые могут служить источниками электрического тока.
В ходе работы рассмотрены способы получения электрического тока. Я узнала много интересного о традиционных источниках тока — различного рода электростанциях.
С помощью опытов показала, что можно получить электроэнергию из некоторых плодов, конечно, это небольшой ток, но сам факт его наличия дает надежду, что в последующем такие источники можно будет использовать в своих целях (зарядить мобильный телефон и др.). Такие батареи могут использовать жители сельских районов страны, которые могут сами заготавливать фруктово-овощные ингредиенты для подзарядки биобатареек. Использованный состав батареек не загрязняет окружающую среду, как гальванические (химические) элементы, и не требует отдельной утилизации в отведенных местах.
На протяжении многих веков люди не подозревали о существовании электричества. А молния воспринималась как проявление необъяснимых божественных сил. Как же удавалось людям, живущим в окружении электрических и магнитных полей, совершенно их не замечать?
Замечали, конечно, замечали, но не находили объяснения. Меня эта тема впервые заинтересовала на уроке окружающего мира, когда учитель рассказывал, как электричество приходит к нам в дом? А дома? Встречаемся мы с электричеством? Нет, не тем, что приходит по проводам с электростанций? Мне стало интересно, а как объяснить явления, которые наблюдают многие люди, причесываясь перед зеркалом, когда волосы притягиваются к расчёске. А когда снимаешь свитер в темноте, можно наблюдать, как между человеком и свитером проскакивают искры, и слышится тихий треск. А сверкающая молния?
Оказалось причина этих явлений — электричество. А можно ли самой, опытным путем, «добывать» электричество? Что это такое?
Цель проекта: выяснить, что такое электричество, электрический ток, электрическое напряжение, когда оно возникает.
Объектом исследования является процесс появления электричества.
Предметом исследования является технология получения электричества в домашних условиях на основе опытов, наблюдений, сравнений и обобщений.
Мы выдвигаем следующую гипотезу : что электричество является составной частью природы, окружающего мира.
Задачи исследования.
1. Изучить и проанализировать литературу по данному вопросу;
2. Провести опыты, доказывающие существование электричества.
3. Сформулировать ответы на поставленные в начале вопросы.
Методы исследования:
Теоретический (анализ литературы)
эксперимент
Этапы исследования:
Провести эксперименты с телами из разных веществ (стекло, пластмасса, дерево) и легкими предметами (бумажные кусочки произвольной формы).
Провести опыты со «спрутом» и «трусишкой», объясняющие существование двух видов электрических зарядов.
Механизм работы разных видов электрического тока проверить на опытах с полиэтиленом и тетрадным листом.
Провести опыт с электрической цепью, объясняющий, как и где живёт электричество, почему горит электрическая лампочка
Экспериментально доказать, что электричество существует в природе.
Практическая значимость работы определяется возможностью использования материалов при проведение опытов на уроках окружающего мира, во внеурочной деятельности учащихся.
История изучения электричества
Электричество было известно людям с самых давних времен.
Знания о таком явлении как электричество были у людей уже много тысяч лет назад. Ведь ещё древний человек заметил удивительное свойство натертой янтарём шерсти притягивать нитки, пыль и другие мелкие предметы.
Мы узнали, что древние греки очень любили украшения и мелкие поделки из янтаря. Этот камень они называли за его цвет и блеск «ЭЛЕКТРОН», что значит «солнечный камень». О том, что янтарь мог электризоваться знали давно. Впервые исследованием этого явления занялся знаменитый философ древности ФАЛЕС МИЛЕТСКИЙ. Об этом есть даже легенда.
«Дочь Фалеса пряла шерсть янтарным веретеном. Как-то, уронив его в воду, девушка стала обтирать его краем своего шерстяного хитона и заметила, что к веретену пристало несколько шерстинок. Думая, что они прилипли, она принялась вытирать его ещё сильнее. И что же? Шерстинок налипало тем больше, чем сильнее натиралось веретено. Девушка обратилась за разъяснением к отцу. Фалес понял, что причина в веществе, из которого сделано веретено. В следующий раз он накупил различных янтарных изделий и убедился, что все они, будучи натёрты шерстяной материей, притягивают лёгкие предметы, как магнит притягивает железо».
Гораздо позже данное свойство было замечено и за другими веществами, такими как сера, сургуч и стекло. И по причине того, что «янтарь» по-гречески звучал как «электрон», эти свойства начали называться электрическими.
Первые шаги к пониманию природы электричества были сделаны в середине XVIII века, когда французский физик Кулон открыл закон о взаимодействии электрических зарядов.
Упорядоченное движение свободных электрически заряженных частиц называется электрическим током.
В конце XVIII века итальянский физик Алессандро Вольта создал первый источник тока и дал физикам возможность проводить опыты с электрическим током.
Правда, практически измерять электричество человек научился только в начале 19 века. Потом понадобилось еще 70 лет до того момента, когда в 1872 году русский ученый А.Н. Лодыгин изобрел первую в мире электрическую лампочку накаливания.
Что такое электричество
Электричество — это одна из форм энергии. Оно вырабатывается, например, в батарейках, но главный его источник — электростанции, откуда оно поступает в наши дома по толстым проводам, или кабелям. Попробуй представить себе, как течет вода в реке. Точно так же движется по проводам электричество. Вот почему электричество называется электрическим током. Электричество, которое никуда не движется, называется статическим.
Вспышка молнии — это мгновенный разряд статического электричества, скопившегося в грозовых тучах. В таких случаях электричество движется по воздуху от тучи к туче или от тучи — вниз, к земле.
Возьми пластмассовую расческу и несколько раз быстро и энергично проведи ею по волосам. Теперь поднеси расческу к кусочкам бумаги, и ты увидишь, что она притянет их, как магнит. Когда ты причесываешься, в расческе накапливается статическое электричество. Предмет, заряженный статическим электричеством, может притягивать другие предметы.
Электрически ток движется по проводам только в том случае, если они соединены в замкнутое кольцо — электрическую цепь. Возьмем, например, фонарик: провода, соединяющие батарейку, лампочку и выключатель, образуют замкнутую цепь. Электрическая цепь на расположенном выше рисунке действует по тому же принципу. Пока по цепи идет ток, лампочка горит. Если цепь разомкнуть — скажем, отсоединить провод от батарейки, — лампочка погаснет.
Материалы, которые пропускают электрический ток, называются проводниками. Из таких материалов — в частности, из меди, которая хорошо проводит электричество, — делают электрические провода. Провод под током представляет опасность для человека (наше тело — тоже проводник!), поэтому провода покрывают пластмассовой оплеткой. Пластмасса — это изолятор, то есть материал, который не пропускает ток.
ВНИМАНИЕ! Электричество опасно для жизни. С электроприборами и розетками следует обращаться очень осторожно.
Как узнать, какие материалы являются проводниками, а какие изоляторами? Проведем один несложный опыт. Все, что тебе для этого понадобится, показано на рисунке выше. Сначала соберём электрическую цепь.
Отсоединим один из проводов. В результате цепь разомкнется и лампочка погаснет. Теперь возьмём скрепку и положим ее так, чтобы восстановить цепь. Загорелась лампочка или нет?
Попробуем положить вместо скрепки что-нибудь другое, например вилку или ластик. Если лампочка загорится, значит, это проводник, если не загорится — изолятор.
Электричество вырабатывается на электростанциях. Оттуда оно поступает в города и села по линиям электропередачи — проводам, которые натянуты на высоких мачтах. Непосредственно в дома электричество поступает по проводам, проложенным под землей.
Выяснилось, что электричество возникает, когда при трении веществ происходит разделение зарядов на два вида — положительные и отрицательные. Одноименные (одинаковые) заряды отталкиваются, разноимённые (противоположные) —притягиваются.
Двигаясь по металлической проволоке — проводнику — заряды создают электрический ток.
Ток бежит по проводам, Свет несет в квартиру нам. Чтоб работали приборы, Холодильник, мониторы. Кофемолки, пылесос, Ток энергию принес.
Вывод: Учёные установили, что электричество — это поток мельчайших заряженных частиц — электронов.
Поток заряженных частиц в одном направлении учёные назвали электрическим током.
Источники тока или откуда берется электричество
Первый химический источник тока был создан итальянским ученым Алессандро Вольта приблизительно в 1800 году. Первая электрическая батарея (рисунок) Батарея Вольта, или Вольтов столб, была составлена из медных и цинковых кружков,
Сейчас мы получаем электричество благодаря большим электростанциям. На электростанциях есть генераторы — большие машины, которые работают от источника энергии. Обычно источник — это тепловая энергия, которую получают при нагревании воды (пар). А для нагревания воды используют уголь, нефть, природный газ или ядерное топливо. Пар, который образуется при нагревании воды, приводит в действие огромные лопасти турбины, а те в свою очередь запускают генератор.
Энергию можно получить, используя силу воды, падающей с большой высоты: с плотин или водопадов (гидроэнергетика).
Как источник питания для генераторов можно использовать силу ветра или тепло Солнца, но к ним прибегают не часто.
Далее работающий генератор при помощи огромного магнита создаёт поток электрических зарядов (ток), который проходит по медным проводам. Чтобы передавать электричество на большие расстояния, необходимо увеличить напряжение. Для этого используют трансформатор — устройство, которое может повышать и понижать напряжение. Теперь электричество с большой мощностью (до 10000 вольт и более) по огромным кабелям, которые находятся глубоко под землёй или высоко в воздухе, движется к месту назначения. Перед тем, как попасть в квартиры и дома, электричество проходит через другой трансформатор, который понижает его напряжение. Теперь готовое к использованию электричество движется по проводам к необходимым объектам. Количество использованного электричества регулируется специальными счётчиками, которые прикрепляются к проводам, которые проложенные через стены и полы. Подводят электричество в каждую комнату дома или квартиры.
Где живет электричество
Электрические явления были непонятны и опасны для жизни, они вселяли страх. Но постепенно опыт накапливался, и люди начали понимать некоторые из них, научились создавать и использовать электричество в своих нуждах.
Мы знаешь, где оно живет: в проводах, подвешенных на высоких мачтах, в комнатной электропроводке и еще в батарейке карманного фонаря. Но все это электричество домашнее, ручное. Человек его изловил и заставил работать. Оно потрескивает в никелированном теле электроутюга. Сияет в лампочке. Гудит в электродвигателях. Весело распевает в радиоприемниках. Да мало ли что еще может делать электричество.
Современная жизнь немыслима без радио и телевидения, телефонов и телеграфа, осветительных и нагревательных приборов, машин и устройств, в основе которых лежит возможность использования электрического тока.
Возможности электричества поражали: передача энергии и разнообразных электрических сигналов на большие расстояния, превращение электрической энергии в механическую, тепловую, световую …
Ну, а есть ли на свете электричество дикое, неприрученное? Такое, которое живет само по себе? Да, есть. Оно вспыхивает ослепительным зигзагом в грозовых тучах. Оно светится на мачтах кораблей в душные тропические ночи. Но оно есть не только в облаках, и не только под тропиками. Тихое, незаметное, оно живет всюду. Даже у тебя в комнате. Ты часто держишь его в руках и сам об этом не знаешь. Но его можно обнаружить.
Единица измерения силы тока За единицу силы тока принимают силу тока, при которой отрезки параллельных проводников длиной 1 м взаимодействуют с силой Н (0, Н). Эту единицу называют АМПЕР (А). -7
Ампер Андре Мари Родился 22 января 1775 в Полемье близ Лиона в аристократической семье. Получил домашнее образование.. Занимался исследованиям связи между электричеством и магнетизмом (этот круг явлений Ампер называл электродинамикой). Впоследствии разработал теорию магнетизма. Умер Ампер в Марселе 10 июня 1836.
Uk-badge uk-margin-small-right»>
Алессандро Волта итальянский физик, химик и физиолог, один из основоположников учения об электричестве. Алессандро Вольта родился в 1745,был четвёртым ребенком в семье. В 1801 году получил от Наполеона титул графа и сенатора. Умер Вольта в Комо 5 марта 1827.
Электрическое сопротивление Сопротивление прямо пропорционально длине проводника, обратно пропорционально площади его поперечного сечения и зависит от вещества проводника. R = R = ρ S R-сопротивление ρ-удельное сопротивление — длина проводника S-площадь поперечного сечения
Ом Георг ОМ (Ohm) Георг Симон (16 марта 1787, Эрланген — 6 июля 1854, Мюнхен), немецкий физик, автор одного из основных законов, Ом занялся исследованиями электричества. В 1852 году Ом получил пост ординарного профессора. Ом скончался 6 июля 1854 года.. В 1881 году на электротехническом съезде в Париже ученые единогласно утвердили наименование единицы сопротивления- 1 Ом.
Азот: что это такое и где он используется?
Во-первых, это инертный газ. Он не имеет запаха, цвета и не поддерживает жизнь, однако он важен для роста растений и является ключевой добавкой в удобрениях. Его применение распространяется далеко за пределы садоводства. Азот обычно имеет жидкую или газообразную форму (однако также можно получить твердый азот). Жидкий азот используется в качестве хладагента, который способен быстро замораживать продукты и объекты медицинских исследований, а также для репродуктивных технологий. Для пояснения мы остановимся на газообразном азоте.Азот широко используется, главным образом, по причине того, что он не вступает в реакцию с другими газами, в отличие от кислорода, который является крайне реактивным. Из-за своего химического состава атомам азота требуется больше энергии для разрушения и взаимодействия с другими веществами. С другой стороны, молекулы кислорода легче разрываются, поэтому газ становится гораздо более реактивным. Газообразный азот обладает противоположными свойствами, обеспечивая, при необходимости, инертную среду.
Отсутствие реакционной способности у азота является его самым важным качеством. В результате газ используется для предотвращения медленного и быстрого окисления. Электронная промышленность представляет собой прекрасный пример такого использования, поскольку при производстве печатных плат и других небольших компонентов может возникать медленное окисление в виде коррозии. Кроме того, медленное окисление характерно для производства продуктов питания и напитков, в этом случае азот используется для замещения или замены воздуха, чтобы лучше сохранить конечный продукт. Взрывы и пожары являются хорошим примером быстрого окисления, поскольку для их распространения требуется кислород. Удаление кислорода из резервуара с помощью азота уменьшает вероятность возникновения этих аварий.
Если в системе необходимо использовать азот, то рекомендуется рассмотреть три основных способа получения газа. Первым является аренда резервуара с азотом на месте и подача газа, вторым — использование газообразного азота, поставляемого в баллонах под высоким давлением. Третьим способом является производство собственного азота с использованием сжатого воздуха. Покупка или аренда азота может оказаться очень неудобной, неэффективной и дорогостоящей, поскольку приходится иметь дело со сторонним поставщиком. По этим причинам многие компании отказались от аренды и приняли решение производить свой собственный азот с возможностью контроля количества, чистоты и давления для требуемого применения. Дополнительные преимущества включают стабильную стоимость, отсутствие транспортных расходов или задержек, устранение опасностей, связанных с криогенным хранением, и исключение отходов, вызванных потерями от испарения или возврата баллонов под высоким давлением, которые никогда не опустошаются полностью.
Существует два типа генераторов азота: мембранные генераторы азота, а также генераторы азота PSA (адсорбция при переменном давлении), которые обеспечивают очень высокую чистоту 99,999% или 10 PPM (частей на миллион) и даже выше. Узнайте больше о последнем варианте здесь.
Часто задаваемые вопросы: Патенты
Возможно, но законы и практика в этом отношении могут варьироваться по странам и регионам. Например, в некоторых странах «изобретения» по смыслу патентного права должны иметь «технический характер». В других странах таких требований нет, а это означает, что в этих странах программное обеспечение, как правило, является патентоспособным объектом.
Однако это не означает, что все программное обеспечение сможет пользоваться патентной охраной. Чтобы получить патент, связанное с компьютерными программами изобретение не должно относиться к другим категориям непатентоспособных объектов (например, таким как абстрактные идеи или математические теории) и должно соответствовать другим существенным критериям патентоспособности (например, таким как новизна, изобретательский уровень [неочевидность] и промышленная применимость [полезность]).
Поэтому вам рекомендуется проконсультироваться с практикующим юристом, специализирующимся в вопросах интеллектуальной собственности, либо с ведомствами интеллектуальной собственности тех стран, в которых вы заинтересованы в получении охраны. Ознакомьтесь с нашим Поэтому вам рекомендуется проконсультироваться с практикующим юристом, специализирующимся в вопросах интеллектуальной собственности, либо с ведомствами интеллектуальной собственности тех стран, в которых вы заинтересованы в получении охраны. Ознакомьтесь с нашим чтобы вступить в контакт с местным специалистом в области ИС, или просмотрите базу данных WIPO Lex посвященную законодательству в области интеллектуальной собственности по всему миру.
Узнайте больше об использовании патентов для охраны компьютерного программного обеспечения и методов ведения бизнеса.
Если окажется, что патент не является целесообразным вариантом для вашего изобретения, связанного с компьютерным программным обеспечением, в этом случае альтернативой может стать использование авторского права в качестве средства охраны. Как правило, компьютерные программы охраняются авторским правом так же, как литературные произведения. Действие охраны начинается с момента создания или фиксации произведения, например, компьютерной программы или веб-страницы. Более того, как правило, вам не требуется регистрировать или сдавать на хранение копии произведения, чтобы получить авторско-правовую охрану.
Однако в соответствии с прочно установившимся принципом авторско-правовая охрана распространяется только на выражения, но не на идеи, процессы, методы ведения операций или математические концепции как таковые. Таким образом, многие компании охраняют авторским правом объектный код компьютерных программ, тогда как исходный код охраняется как коммерческая тайна. Ознакомьтесь более подробно с авторским правом.
Ноябрьская химическая образовательная программа: О программе
Образовательная программа была направлена на формирование у школьников представлений о современной методологии и технике лабораторного химического синтеза и анализа.
В рамках программы были освещены аппаратные возможности и инструменты современных синтетических лабораторий. Учащиеся познакомились с теорией механохимических, фотохимических, электрохимических и микроволновых методов синтеза органических и неорганических соединений. Особое внимание было уделено свойствам (в т.ч. органолептическим) синтезируемых веществ и их связи со структурой соединений, а также сфере их применения.
В программу вошли научные и научно-популярные лекции профессора кафедры органической химии Института химии СПбГУ, доктора химических наук Карцовой Анны Алексеевна «Удивительный углерод» и «Аллотропные модификации углерода» и лекция «Алмазоподобные углеводороды: путь длиною в век» доцента Самарского государственного технического университета, доктора химических наук Яшкина Сергея Николаевича, семинары, олимпиадные тренинги, отборочный этап городской олимпиады СПбГУ по химии (1-й уровень) и научно-практическая конференция по итогам выполнения исследовательских проектов.
Лекции ведущих преподавателей
Яшкин Сергей Николаевич «Алмазоподобные углеводороды: путь длиною в век»: Одним из основных и интереснейших представителей алмазоподобных углеводородов является адамантан (буквальный перевод этого слова «алмазоподобный») – уникальная каркасная органическая молекула, обладающая кристаллической решеткой алмаза. В лекции пойдет речь об обнаружении адамантана в нефти и различных попытках синтеза этого соединения, его строении и свойствах, о диамандоидах и применении их в электронике, о наноалмазах и алмазоподобных покрытиях. На основе адамантана создаются оптические стекла, лекарственные препараты. Рассматриваются пути молекулярного дизайна в фармакологии адамантана, а также комплексы типа «гость-хозяин» с его участием.
Адамантильный фрагмент, обладая высокой липофильностью, может выполнить роль «пули», свободно проникающей сквозь биологические мембраны. Адамантан является важнейшим синтоном для получения многих органических соединений для нефтехимии, полимерной химии.
Олимпиадные тренинги
9 класс
Общая химия
Термохимия
10 класс
Органическая химия 1
Органическая химия 2
Общая и неорганическая химия
Неорганическая химия
11 класс
Общая и органическая химия
Органическая химия
Физическая химия
Олимпиада (районный этап ВсОШ)
В ходе программы школьники приняли участие в исследовательских проектах:
1. Синтез и изучение свойств азокрасителей
2. Хроматографический профиль антиоксидантов растений субтропического культур
3. Кристаллизация комплексных соединений из многокомпонентных растворов электролитов
4. Пара жемчужин из богатого мира наночастиц: магнитная жидкость и коллоидное золото
5. Определение содержания тяжелых металлов в почвах различных регионов России
6. Простые синтезы для аналитической электрохимии: сенсорные покрытия на основе галогенидов серебра
7. Применение современных ионно-обменных материалов для разделения ионов редкоземельных элементов
8. Синтез люминесцентных металл-органических каркасных структур лантаноидов для создания флуоресцентных красок
9. Влияние растворителя на синтез и свойства металл-органических структур
10. Ядерный магнитный резонанс в земном поле
11. Разработка и анализ перспектив нестандартных путей использования супергидрофобных покрытий
Описание проектов
1. Синтез и изучение свойств азокрасителей
Руководитель проекта: Коронатов А.Н.
Аннотация: Проект направлен на формирование у школьников представлений о взаимосвязи свойств органических веществ с их строением на примере некоторых азосоединений. Ароматические азосоединения были открыты в середине XIX века и получили разнообразное промышленное и лабораторно-практическое применение. В промышленности главной областью применения ароматических азосоединений является использование их в качестве красителей, которыми окрашивают ткани самого различного вида, кожу, мех, дерево, бумагу, различные виды пластмасс, резину, пищевые продукты, лекарственные средства и т.д. Также азокрасители получили широкое применение в качества кислотно-основных индикаторов. Помимо этого, некоторые азосоединения применяются в органическом синтезе в качестве исходных веществ для получения ряда гетероциклических структур.
В теоретической части проекта рассматриваются методы синтеза и свойства азосоединений и связанных с ними классов органических веществ — аминов, солей диазония. Учащиеся познакомятся с теорией цветности, электронными эффектами заместителей, основами ультрафиолетовой спектроскопии и спектроскопии ядерного магнитного резонанса, овладеют основами органического синтеза, а также основными методами очистки и идентификации органических веществ. Ключевыми практическими задачами являются получение ряда азосоединений и изучение их спектральных и кислотно-основных свойств. Полученные данные позволяют выявить на практике основные закономерности в изменении свойств соединений в зависимости от их строения. В завершение проекта с помощью синтезированных азосоединений будет проведена окраска образцов одежды.
Главные результаты
– Синтез азосоединений и исследование кислотно-основных свойств,
– синтез триазена,
– синтез изоксазолона,
– выяснение механизма в реакции получения изоксазолона,
– подтверждение структуры с использованием спектров поглощения поглощения и протонно-магнитного резонанса.
Презентация проекта
Методические материалы
2. Хроматографический профиль антиоксидантов растений субтропического культур
Руководитель проекта: Бессонова Е.А.
Волонтер проекта: Кравченко А.В.
Аннотация: Хотя кислород необходим для жизни человека, он также может и повредить клетки, когда в определенных химических процессах образуются свободные радикалы кислорода. Эти радикалы способствуют старению и участвуют в возникновении многих заболеваний, включая атеросклероз и рак. Многочисленные вещества, называемые антиоксидантами, встречающиеся в природе и в организме, функционируют в качестве защитных агентов против свободных радикалов кислорода. Известны фармакологические препараты, являющиеся синтетическими аналогами природных антиоксидантов, однако их перечень весьма ограничен. В связи с проблемами безопасности применения синтетических антиоксидантов, актуальным является поиск их природных источников.
Известно, что чайные и цитрусовые культуры, обладают широким спектром биологической активности. В работе в качестве объектов исследования будут выступать растения субтропического происхождения (чай и сорта цитрусовых культур), произрастающие в Краснодарском крае, плоды и листья которых имеют в питании человека большое профилактическое, лечебное и диетическое значение. В них содержатся такие биологически активные компоненты, как полифенолы, аминокислоты, витамины, сахара и органические кислоты, которые являются хорошо известными маркерами спелости, вкуса, запаха и качества продуктов растительного происхождения. Определение этих веществ в различных сортах хурмы, чая, цитрусовых позволяет предсказать и обосновать антиоксидантную и антибактериальную активность данных плодов, а также их листьев, что может быть использовано при селекционировании, разработке природных лекарственных препаратов, выборе наиболее перспективных сортов. Эта задача может быть решена с использованием современных физико-химических методов анализа смесей веществ: жидкостной хроматографии и капиллярного электрофореза, позволяющих одновременно определить несколько компонентов различной природы в одной пробе и получить характеристические профили образцов.
В ходе проекта участники изучат теоретические и практические основы хроматографии и капиллярного электрофореза, проведут сравнительный анализ результатов, полученных этими методами. Особое внимание в проекте будет уделено разработке способа подготовки образца к анализу, включающую очистку и концентрирование определяемых веществ. Участники проекта познакомятся с актуальными методами хемометрической обработки многомерных данных, которые позволят связать качество исследуемых объектов и их полезные свойства с содержанием конкретных компонентов и, тем самым, оптимизировать технологию его производства и сделать выбор наиболее перспективных сортов.
Главные результаты
В результате проведенных исследований предложен экспрессный вариант определения кофеина и катехинов, и аминокислот в чае и мандаринах методом ВЭТСХ с видеоденситометрическим детектированием.
Изучена МГК-модель по профилям полифенолов и аминокислот селекционных и ферментированных сортов чая. Выявлены доминирующие аналиты (аминокилослоты – серин, глутаиноквая кислота, аспарагиновая кислота и катехины – эпигаллокатехин галлат, эпикатехин галлат и галлокатехин), определяющие различие между сортами чая.
Презентация проекта
Методические материалы
3. Кристаллизация комплексных соединений из многокомпонентных растворов электролитов
Руководитель проекта: Богачев Н.А.
Волонтер проекта: Толмачев М.В.
Аннотация: Настоящая работа является продолжением проектов двух прошлых смен. Проект находится на стыке двух наук — физической и неорганической химии — и направлен на экспериментальный поиск закономерностей, управляющих формированием сольватов определенного состава и структуры в многокомпонентных растворах, содержащих органические растворители и соли элементов-комплексообразователей. В рамках работы по проекту участникам будет предложено совместить исследования первых двух лет, и, опираясь на полученные на прошлых сменах результатах, исследовать новые объекты для подтверждения ранее обнаруженных закономерностей в связях свойств компонентов многокомпонентных растворов и строением кристаллизующихся из них соединений. Принципиальным отличием настоящего проекта от предыдущих в части объектов исследования станет изучение сольватов не только солей переходных элементов, но и солей p-элементов, а также трехкомпонентных систем, содержащих две соли и один растворитель.
Участие в проекте с образовательной точки зрения позволит ребятам изучить (или глубже узнать) такие темы и области химии, как: сольватация, теория растворов, координационная химия, теория кристаллического поля, теории кислот и оснований (включая теорию ЖМКО), неорганический синтез.
С научно-практической точки зрения участники получат возможность ознакомиться с методами рентгеноструктурного анализа, порошковой рентгеновской дифракции, колебательной спектроскопии, комплексонометрического и окислительно-восстановительного титрования, а также с базовыми принципами работы с лабораторным оборудованием для проведения неорганического синтеза. Для обработки полученных экспериментальных данных участники будут обучены приемам расшифровки результатов рентгеноструктурного анализа и поиска необходимых кристаллографических данных в Кембриджской базе CCDC.
Главные результаты
Впервые определена растворимость солей в четырех тройных системах: ZnCl2-DMSO-DMA, ZnCl2-DMSO-DX, ZnCl2-CdCl2-DMSO, CoCl2-DMSO-DMA.
– Получено и структурно охарактеризовано новое соединение [Zn(DMSO)6][ZnCl3(DMSO)]2(DX),
– показано подобие систем-аналогов MeCl2-DMSO-DX (Me = Co, Cd, Zn): в обеих кристаллизуются изоструктурные сольваты смешанного состава в бинарном растворителе,
– обнаружено формирование двойных солей в тройной системе CdCl2-ZnCl2-DMSO,
– обнаружена связь растворимости и диэлектрической проницаемости растворителей — растворимость в тройных системах уменьшается при переходе от более полярного к менее полярному растворителю.
Презентация проекта
Методические материалы
4. Пара жемчужин из богатого мира наночастиц: магнитная жидкость и коллоидное золото
Руководитель проекта: Ванин А.А.
Волонтер проекта: Смирнов А.Н.
Аннотация: В ходе выполнения проекта участники познакомятся с подходом «снизу вверх» при создании наноматериалов, суть которого в направленном химическом синтезе из ионов и молекул частиц нанометрового размера и последующем приготовлении коллоидных систем. В теоретической части будут рассмотрены темы: синтез наночастиц, приготовление и устойчивость коллоидных систем, взаимодействие электромагнитного поля с веществом.
В практической части проекта предлагается:
– получить наночастицы магнетита и золота, стабилизировать дисперсии наночастиц,
– приготовить магнитные жидкости на гексановой основе и исследовать их магнитные и коллоидно-химические свойства,
– варьировать размер и форму наночастиц, управляя условиями синтеза,
– подтвердить размеры наночастиц золота спектрометрически.
Главные результаты
– Получен магнитный абсорбент для поглощения ионов тяжелых металлов,
– разработан быстрый и специфичный качественный тест на антибиотики (Ампициллин),
– разработана методика определения содержания АФС в ГЛФ (АФС – активная фармацевтическая субстанция – фолиевая кислота; ГЛФ – готовая лекарственная форма – таблетки фолиевой кислоты (1 мг).
Презентация проекта
Методические материалы
5. Определение содержания тяжелых металлов в почвах различных регионов России
Руководители проекта: Савинов С.С.
Волонтер поекта: Кудряшов Д.В.
Аннотация: Проект направлен на получение практических навыков в области аналитической химии (количественного химического анализа). Учащиеся получат опыт планирования аналитического эксперимента, познакомятся на практике с методиками пробоподготовки реальных природных объектов и последующего определения микроэлементного состава современными методами анализа, которые используются в практической деятельности химика-аналитика. Кроме того, учащиеся получат представления о способах обработки экспериментальных данных, приобретут опыт интерпретации результатов и их публичного представления.
Тяжелые металлы — группа элементов, оказывающих токсичное влияние даже при малых концентрациях. Тяжелые металлы попадают в почву обычно из техногенных источников и впоследствии накапливаются в поверхностном слое почвы. Их присутствие отрицательно сказывается на свойствах почвы и ее плодородии. Кроме того, металлы (как и другие элементы) из почвы попадают в растения и накапливаются в их тканях. Затем по трофическим цепям они попадают в другие живые организмы, в том числе и в организм человека.
Целью работы является определение концентраций веществ (в т.ч. тяжелых металлов) в почвах г. Сочи и Санкт-Петербурга и сопоставление получаемых результатов. Схема реализации проекта включает следующие пункты:
– литературный обзор: знакомство с составом и свойствами почв, нормативными документами, регламентирующими содержание металлов в почвах, научными публикациями, посвященными анализу почв,
– отбор образцов почв на территории г. Сочи (пробы почв из г. Санкт-Петербурга будут предоставлены),
– предварительная подготовка (усреднение и измельчение) анализируемых образцов,
– экспериментальное сравнением способов пробоподготовки (экстракции) анализируемых образцов для последующего определения металлов (на примере Mn),
– определение содержания подвижных форм тяжелых металлов в почвах методом молекулярной фотометрии,
– определение содержания углерода органических соединений в почвах титриметрическим методом,
– определение содержания фторидов в почвах и кислотности потенциометрическим методом,
– сравнительный качественный анализ образцов почв методом дуговой атомно-эмиссионной спектрометрии,
– метрологическая обработка получаемых данных, определение средних значений и доверительных интервалов, сравнение результатов с ПДК,
– статистическая обработка получаемых данных, сравнение состава различных образцов,
– подготовка научного доклада по результатам работы с его последующей презентацией на отчетной конференции.
Главные результаты
Установлено:
– разные методики пробоподготовки дают различные результаты определения подвижных форм металлов для разных проб,
– содержание углерода в почве Санкт-Петербурга — 4,4%, в Сочи — 1,6%,
– актуальная кислотность в pH составляет 7,2 для Санкт-Петербурга, 7,9 — для Сочи, обменная кислотность в pH 5,5 для Санкт-Петербурга, 6,7 — для Сочи,
– содержание тяжелых металлов (Mn, Zn, Pb, Co) в Санкт-Петербурге и в Сочи не превышает ПДК,
– содержание фторидов в почве г. Сочи превышает ПДК менее, чем в два раза.
Презентация проекта
Методические материалы
6. Простые синтезы для аналитической электрохимии: сенсорные покрытия на основе галогенидов серебра
Руководитель проекта: Калиничев А.В.
Волонтер проекта: Тюфтяков Н.Ю.
Аннотация: Суть проекта заключается в исследовании условий получения галогенид-серебряных электродов второго рода и апробация их в качестве электродов сравнения в прямой потенциометрии.
Целью проекта является обучение школьников теоретическим основам функционирования гальванических ячеек и электродов, химическим и электрохимическим методам получения нерастворимых покрытий для создания электродов второго рода и принципам их применения в качестве электродов сравнения.
Задачами и результатами проекта будут являться:
– теоретическая подготовка: понимание школьниками основных физико-химических процессов, лежащих в основе электроаналитической химии (электрохимическое равновесие, понятие гальванического элемента, принцип действия электродов первого и второго рода, понятие об электродах сравнения, равновесные электрохимические измерения и метод прямой потенциометрии, основы функционирования гальваностатов и высокоомных вольтметров),
– экспериментальная подготовка (освоение химической и электрохимической методик получения покрытий на основе галогенидов серебра для создания электродов второго рода; получение навыков измерений э.д.с. в простых гальванических ячейках, интерпретации электрического сигнала),
– формирование универсальных исследовательских навыков: установление связи между условиями получения нерастворимых покрытий (природой и концентрацией электролитов, используемых для осаждения, временем синтеза, плотностью тока) и их свойствами на микро- и макроуровне (морфологией поверхности, однородностью, толщиной, а также стабильностью и воспроизводимостью электродного потенциала),
– создание работоспособных электродов сравнения на основе галогенидов серебра и количественная проверка их работоспособности в ходе прямой потенциометрии.
Главные результаты
– Синтезированы галогенидсеребряные покрытия: хлоридные, бромидные, иодидные,
– созданы работоспособные электроды сравнения,
– установлены оптимальные значения концентрации и силы тока для успешного проведения синтеза,
– исследована методами микроскопии морфология полученных образцов.
Презентация проекта
Методические материалы
7. Применение современных ионно-обменных материалов для разделения ионов редкоземельных элементов
Руководитель проекта: Курапова О.Ю.
Аннотация: Проект знакомит обучающихся с теоретическими и практическими аспектами протекания ионно-обменных процессов, строением и свойствами органических и неорганических ионнообменных материалов, а также основами физической химии. Особое внимание в проекте будет уделено изучению химического равновесия. В настоящее время ионный обмен играет значительную роль для обеспечения безопасности на производствах, очистки сточных вод, очистки растворов от определенного типа ионов (катионов тяжелых металлов, радионуклидов, умягчения воды), получения веществ, прямой синтез которых невозможен, разделения аминокислот и витаминов. Участникам проекта предлагается ознакомиться с основами синтеза и анализа структуры ионно-обменных материалов методами РФА и гранулометрии, экспериментального определения основных физико-химических характеристик ионообменных материалов (констант обмена, обменной емкости), а также самостоятельного подбора оптимальных условий для разделения смесей Zn2+ и Cu2+ , а также «дидима» на Pr3+ и Nd3+.
Главные результаты
– Освоен синтез и анализ структуры ионообменных материалов методами РФА и гранулометрии,
– проведено экспериментального определения основных физико-химических характеристик ионообменных материалов (констант обмена, обменной емкости),
– найдены оптимальные условия для разделения смесей Zn2+ и Cu2+,
– достигнуто селективное разделение «дидима» на Pr3+ и Nd3+.
Презентация проекта
Методические материалы
8. Синтез люминесцентных металл-органических каркасных структур лантаноидов для создания флуоресцентных красок
Руководитель проекта: Мерещенко А.С.
Волонтер проекта: Видякина А.А.
Аннотация: Металл-органические каркасные структуры, обладающие люминесцентными свойствами, являются перспективными материалами для создания новых фотокатализаторов, фотогальванических элементов, фотоактивных наноматериалов, люминесцентных биомаркеров, сенсоров, препаратов для фотодинамической противораковой терапии и разработки новых методов органического синтеза. С целью рационального дизайна металл-органических каркасных структур, обладающих заданными люминесцентными характеристиками, необходимо глубокое понимание связи фотофизических свойств с их составом и строением. Многие соединения лантаноидов обладают выраженными люминесцентными свойствами за счет f-f переходов ионов лантаноидов. Однако, в связи с тем, что f-f переходы запрещены по симметрии, неорганические соединения лантаноидов слабо поглощают свет и, как следствие, слабо люминесцируют. Решением данной проблемы может быть перевод ионов лантаноидов в возбужденные электронные состояния не напрямую, а в результате передачи энергии, сенсибилизации. В качестве сенсибилизатора для соединений лантаноидов часто выступают органические молекулы, например, анионы бензолдикарбоновых и бензолтрикарбоновых кислот.
В данной работе будет проведён синтез металл-органических каркасных структур на основе смешанных терефталатов европия(III), тербия(III), празеодима(III), диспрозия(III), гадолиния(III), лютеция(III) и иттрия в водных и водно-органических растворителях. Синтез будет проводиться как при комнатной температуры при реакции солей терефталата с солями редкоземельных элементов, так и сольватермическим методом в автоклаве при температурах до 180 градусов Цельсия. Для полученных соединений будут изучены люминесцентные свойства, качественный и фазовый состав. По итогам работы из полученных материалов будут созданы люминесцентные краски, светящиеся различными цветами под действием ультрафиолетового света. Также будут проведены пробные эксперименты по созданию люминесцентных сенсоров на различные аналиты, такие как ионы тяжелых металлов и органические растворители.
Главные результаты
– Синтезированы смешанные терефталаты Tb-Gd, Eu-Gd, Tb-Lu изоструктурны терефталату тербия Tb2(1,4-bdc)3*4h3O. Установлено, что смешанные терефталаты Eu-Lu при низких концентрациях (< 10 ат.%) европия изоструктурны терефталату лютеция Lu2(1,4-bdc)3*10h3O, а при высоких концентрациях европия – терефталату тербия Tb2(1,4-bdc)3*4h3O.
– При возбуждении смешанных терефталатов, содержащих тербий и европий, в полосу поглощения терефталат иона на 254 нм наблюдается интенсивная люминесценция ионов тербия (488, 543, 586, 622 нм) и европия (577, 590, 615, 651, 700 нм).
– Показано, что с увеличением концентрации европия/тербия в смешанных терефталатах до 10% интенсивность люминесценции резко увеличивается, а затем плавно спадает.
– Установлено, что ионы Pb2+, Cu2+, Cr3+ и Fe3+ тушат люминесценцию терефталатов тербия и европия, что позволяет использовать данные терефталаты в качестве люминесцентных сенсоров. Тушение более выражено для смешанных терефталатов Tb-Lu, Eu-Lu и Tb-Eu-Lu.
– Разработаны люминесцентные краски на основе терефталатов тербия и европия. С помощью данных красок подготовлена иллюстрация к работе.
Презентация проекта
Методические материалы
9. Влияние растворителя на синтез и свойства металл-органических структур
Руководитель проекта: Скрипкин М.Ю.
Волонтер проекта: Булдаков А.В.
Аннотация: Синтез и изучение свойств металлорганических каркасных структур является одной из наиболее быстро развивающихся областей современной координационной химии. Этот класс координационных полимеров находит все большее практическое применение благодаря своим каталитическим, люминесцентным, газопоглотительным свойствам. Большое внимание уделяется не только синтезу новых металлорганических каркасных структур, но и оптимизации уже существующих методов синтеза, таких как метод медленного испарения, сольвотермальный, микроволновый, механохимический и так далее. Одним из возможных путей достижения оптимальных характеристик этих материалов (степени кристалличности, пористости, газопоглотительной способности) является подбор соответствующего растворителя. Целью настоящего проекта и станет выявление эффекта состава смешанного водно-органического растворителя на состав и структуру металлорганических каркасных структур (metal-organic frameworks, MOFs).
В ходе работы предполагается осуществить синтез ряда MOF, содержащих в качестве металлоцентров ионы переходных металлов, а в качестве линкеров — бензол ди- и трикарбоксилат-анионы и 4,4’-бипиридин. В качестве растворителя будут рассмотрены смеси воды с органическими растворителями с разной донорной способностью: этанолом, N,N-диметилформамидом, диметилсульфоксидом. В ходе выполнения проекта участники приобретут навыки химика-синтетика, познакомятся (теоретически и частично — на практике) с такими методами синтеза, как взаимная диффузия растворов, медленное испарение, сольвотермальный, сонохимический, электрохимический синтез, освоят базовые методы химического анализа, получат навыки расшифровки колебательных спектров и дифрактограмм вещества, данных ТГ, ДТА и ДСК. Предлагаемый проект является частью проекта, поддержанного грантом РФФИ.
Главные результаты
– Синтезировано более 50 синтезов металл-органических каркасных структур,
– получено 15 уникальных МОФов,
– структура МОФов подтверждена методами РФА и рамановской спектроскопии,
– выявлены зависимости влияния состава растворителя на структуру исследованных МОФов.
Презентация проекта
Методические материалы
10. Ядерный магнитный резонанс в земном поле
Руководители проекта: Иевлев А.В., Куприянов П.А.
Аннотация: Курс экспериментальных работ в рамках проекта по ядерному магнитному резонансу (ЯМР) в земном поле позволит школьникам полностью ознакомиться со всеми основными методами ЯМР, а также с его особенностями в слабых магнитных полях. Проект нацелен, в основном, на изучение возможностей ядерного магнитного резонанса, поскольку методы ЯМР являются одним из самых мощных инструментов для неразрушающего изучения как физико-химических свойств различных веществ, так и исследования самой структуры вещества. Кроме того, магнитный резонанс имеет достаточно широкие применения, такие как ЯМР-томография и магнитометрия, огромным плюсом к этому могут послужить возможности близких явлений электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) и ядерного квадрупольного резонанса (ЯКР), с которыми также познакомятся участники проекта.
Порядок работ выстроен так, что школьники сначала получат необходимую начальную информацию о явлении и научатся работать с приборами: ЯМР-магнитометром и ЯМР-спектрометром, работающих в слабых магнитных полях. В этом проекте школьникам придется научиться настраивать экспериментальную установку, находить сигнал ЯМР, добиваться оптимальных режимов работы, регистрировать спектры ЯМР в земном магнитном поле, вычислять некоторые характеристики веществ, а также получать карты магнитного поля Земли.
Главные результаты
– Проведены измерения магнитного поля Земли с помощью низкополевого спектрометра,
– установлена временная вариация магнитного поля Земли, измеренная на внутреннем дворе школы,
– установлена вариация магнитного поля Земли с вариометрических станций, расположенных на примерно одной долготе(+/- 1,376°), а в углу зависимость наклонения вектора магнитного поля от широты, на которой расположена станция,
– обнаружен градиент МПЗ на участке около школы,
– измерено магнитное поле на участке около школы и градиент МПЗ на участке около школы.
Презентация проекта
Методические материалы
11. Разработка и анализ перспектив нестандартных путей использования супергидрофобных покрытий
Руководиитель проекта: Рогожин В.Б.
Волонтер проекта: Лезова А.А.
Аннотация: В последнее десятилетие появилось большое количество исследований, раскрывающих возможности использования супергидрофобных покрытий не только для защиты от влаги, но и для решения других задач: в микрофлюидике, в концепции «лаборатория-на-чипе», в медицине для уменьшения тромбообразования и т.д. Однако спектр возможных применений этих покрытий далеко не исчерпан. Известно, что режим Касси-Бакстера характеризуется наличием газа в полостях поверхности, непосредственно контактирующей с жидкостью. Совокупность свойств подобного контакта, а именно, свободный обмен частицами через границу раздела газ-жидкость, малые коэффициенты трения жидкости о подобную поверхность, возможность резкого увеличения ее площади при фиксированном объеме за счет размещения в нем тонких пленок или волокон с супергидрофобным покрытием могут иметь прямое практическое применение.
В ходе выполнения проекта участники проанализируют перспективы практического применения супергидрофобных поверхностей в медицине для создания искусственного легкого, в биотопливной энергетике для решения задачи высокоэффективного отделения высоколетучих топливных компонент из водного раствора, а также для опреснения морской воды при сравнительно низких температурах и малых энергетических затратах. В рамках проекта будут рассмотрены особенности гидрофобных и супергидрофобных покрытий, пути стабилизации режима Касси-Бакстера. Участники создадут и исследуют свои конструкции, связанные с проблематикой проекта.
Главные результаты
– Созданы две модели искусственного легкого и продемонстрирована их эффективность; предложены пути дальнейшего усовершенствования,
– собраны и испытаны две установки, позволяющие опреснять морскую воду за счет энергии окружающей среды,
– собрана установка по непрерывному отделению высоколетучих компонентов на примере C2H5OH, которую можно применять непосредственно в биореакторе в процессе жизнедеятельности микроорганизмов,
– исследовано поведение ферромагнитных жидкостей на супергидрофобной поверхности и проанализированы возможности применения супергидрофобной поверхности в контакте с ферромагнитной жидкостью.
Презентация проекта
Методические материалы
Plant-e вырабатывает электроэнергию из живых растений «Kurzweil
— содержание —
~ история
~ около
~ брошюра
~ особенности
~ выбранное чтение
— рассказ —
Станции скоро смогут обеспечить нашу электроэнергию. В некоторой степени они уже делают это в исследовательских лабораториях и теплицах проекта Plant-e — исследовательской группы, спонсируемой университетом и исследовательской группой в Wageningen University + Research в Нидерландах.
Растительный микробный топливный элемент от Plant-e может генерировать электричество в результате естественного взаимодействия между корнями растений и почвенными бактериями. Он работает за счет использования до 70 процентов органического материала, производимого в процессе фотосинтеза растения, который не может быть использован растением — и выводится через корни.
Поскольку естественные бактерии вокруг корней расщепляют этот органический остаток, электроны выделяются в виде отходов. Поместив электрод рядом с бактериями для поглощения этих электронов, исследовательская группа, возглавляемая доктором наук Марджолейн Хелдер, может вырабатывать электричество.
Хелдер сказал: «Солнечные панели производят больше энергии на квадратный метр, но мы надеемся снизить затраты на наши системные технологии в будущем. И нашу систему можно использовать для множества приложений ».
Заводские микробные топливные элементы можно использовать во многих масштабах. Экспериментальная модель площадью 15 квадратных метров может производить достаточно энергии для питания портативного компьютера.
В настоящее время Plant-e работает над системой для крупномасштабного производства электроэнергии на существующих зеленых территориях, таких как водно-болотные угодья и рисовые поля.
Использует эту ценную технологию.
Хелдер сказал: «Наша технология производит электричество, но также может использоваться в качестве изоляции крыши или в качестве коллектора воды. В большем масштабе можно производить рис и электричество одновременно, и таким образом сочетать производство продуктов питания и энергии ».
Первый прототип зеленой электрической крыши был установлен в одном здании в Университете Вагенингена + Research — и исследователи пристально следят за тем, что там растет.Первые полевые испытания будут запущены в 2014 году. Технология была запатентована в 2007 году.
После 5 лет лабораторных исследований: Plant-e делает первые шаги в направлении коммерциализации технологии. В будущем биоэлектроэнергия из растений может производить до 3,2 Вт на квадратный метр роста растений.
Примечание: по материалам EuroNews
— исследования —
group: Plant-e
Слоган: Искра природы.
web: главная • канал
— около —
Plant-e вырабатывает электроэнергию из живых растений.
прочитать | брошюра
формат: Adobe
представлены
группа: Wageningen Univ. + Изучите девиз
: изучить потенциал природы для улучшения качества жизни.
web: главная • канал
— короткометражки —
название короткометражки: Введение в Planet-e.
часы | короткометражка
короткометражка: Живые растения производят электричество.
часы | короткометражка
короткометражка: Сила растений.
часы | короткометражка
Название короткометражки: Следующий шаг в развитии.
часы | короткометражка
ИЗОБРАЖЕНИЕ
выбрано чтение
группа: Wageningen Univ. + Изучите девиз
: изучить потенциал природы для улучшения качества жизни.
web: главная • канал
заголовок статьи: Голландская награда за инновации для ePlant
читать | рассказ
научно-исследовательские институты: исследования растений
научно-исследовательские институты: центр развития инноваций
[пост-файл]
заголовок сообщения: дайджест | Plant-e вырабатывает электроэнергию из живых растений.
колода: сочетание продуктов питания и производства энергии.
коллекция: библиотека Kurzweil
вкладка: истории о прогрессе
[конец файла]
ЧТО ПРОИСХОДИТ ПРИ ПЕРЕДАЧЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА НА УСТАНОВКИ
В сегодняшней статье мы исследуем влияние электричества на рост растений. Давайте проведем простой садоводческий эксперимент по электрокультуре и посмотрим, что произойдет с ростом растений, если они будут поражены электрическим током с низким постоянным напряжением?
Этот эксперимент может стать очень хорошим школьным проектом для развития у детей интереса к садоводству.
Этот эксперимент основан на двух наблюдениях:
- Растения выглядят более здоровыми после грозы, возможно, из-за воздействия молния и электричество.
- Растения рядом с кабелем электропитания обычно выглядят экологичнее и здоровее.
Давайте проведем этот эксперимент, начиная с нашего:
Гипотеза: Семена прорастают быстрее, а растения растут быстрее и здоровее, если их поражают током низкого напряжения постоянного тока.
Я наткнулся на множество исследовательских статей в Интернете по электрокультура исследования. Согласно технике электрошока, растения чувствителен к электричеству и магнетизму. Улучшился рост растений и увеличился урожайность — это один из положительных эффектов электрокультуры. Эта технология может даже использоваться для защиты растений от вредителей и болезней.
Механизм действия? Ну, я не мог убедить ответы. Может быть связано с тем, что медные электроды вызывают электролиз или электрофорез. и высвобождение ионов меди и других солей в почву или электромагнитное поле электрического тока, вызывающее движение различных ионов в корнеплоды.
А теперь перейдем к эксперименту:
Материалы и методы:
Материалы, необходимые для этого садоводства
проекты:
— 3 пластиковых контейнера
— Идентичные семена растений для всех 3 контейнеров
— Идентичная почвенная смесь для всех 3 контейнеров
— Батарея 9 В постоянного тока, батарея 3 В постоянного тока
— Медные стержни или медные провода в качестве электродов
— Линейка или мерную ленту.
Шаг 1: Пометьте 3 контейнера: Горшок A и B предназначены для эксперимента, а горшок C будет контрольным для эксперимента без подачи на него тока.
Шаг 2: Идентичные факторы или константы для эксперимента: Заполните все 3 контейнера одной и той же почвенной смесью. Посадите одинаковые семена во все три контейнера. Держите все 3 контейнера в одном и том же месте, чтобы получать одинаковое количество света, и поливайте их одинаковым количеством и в одно и то же время.
Шаг 3: Подготовка Цепь: Для Pot A мы будем поражать электрическим током с 3-вольтовой батареей и для Pot B, мы будем использовать батарею 9V. Мы будем использовать эту медную проволоку, чтобы сделать нашу электроды, которые будут вставлены в почву.
Шаг 4: Посев одинаковые семена во все 3 контейнера одновременно. Можно использовать любое растение посевной материал для эксперимента. Посейте ровно одинаковое количество семян в каждый контейнер и поливайте их одинаковым количеством воды ежедневно. Сохранить все 3 горшка на одном месте, как на подоконнике.
Шаг 5: Подача заявки Электрический ток к горшкам A и B: Два медных стержня вставлены в почва на противоположных сторонах горшка и не должна касаться друг друга.3V батарея будет подключена к Pot A, а батарея 9 В — к Pot B. включается для этих горшков на 15 минут ежедневно, и рост растений во всех 3 контейнеры будут измеряться на 4-й день прорастания семян, на 7-й и затем на 12-й день, 15 и так далее.
Сейчас! Давайте посмотрим на результаты: посмотрите видео ниже:
В день 4, Как вы можете видеть, оба семени собираются прорасти первыми в горшке C, который фактически не получил напряжения. В горшке A прорастало одно семя, а в горшке B пока нет четких признаков прорастания.Вы можете увидеть в горшке B, возможно, из-за высокого напряжения дождевой червь пытается выжить, и это указывает на то, что высокие токи вредны для полезных почвенных организмов.
В день 7, , вы можете заметить, что высота растений в горшке A все еще меньше по сравнению с контрольным горшком C. А горшок B, который получил 9V, только начинает прорастать. Так что до 7-го дня теория электрокультуры опровергается. Я не уверен, что пошло не так с этим экспериментом, и это требует дальнейшего изучения.
Позже опубликуем обновленную информацию об этом в день 15. Мы даже можем попытаться повторить этот эксперимент, используя другие напряжения постоянного тока, такие как 1,5 В, 6 В или даже 12 В постоянного тока. Эксперимент также можно провести, изменив продолжительность воздействия постоянного тока и сравнив рост растений.
В следующем выпуске мы проведем аналогичный эксперимент, чтобы изучить влияние магнетизма на рост растений и прорастание семян.
Электрокультура — Ускорение роста растений с помощью электричества — Научные каракули
Изображение Лео Кан на Flickr
Электричество везде, куда бы вы ни посмотрели, а вы — нет.Он находится в вашем теле, путешествуя по вашему мозгу. Без электричества вы не смогли бы читать этот блог прямо сейчас. В последние годы электрификация стала ключевым шагом к сокращению выбросов углекислого газа. Сила электричества была использована для замены традиционных бензиновых транспортных средств, печей и удобрений.
Электричество для замены удобрений?
В Китае, стране с самым большим населением в мире, самые высокие требования к продуктам питания.Однако призывы к высокому производству продуктов питания означают, что требуется больше ресурсов, таких как удобрения, вода, питательные вещества и пестициды. Является ли?
Недавно группа исследователей из Китайской академии сельскохозяйственных наук (CAAS) сделала шокирующее открытие в области производства продуктов питания. Чтобы производить большее количество еды без особой нагрузки на ограниченные ресурсы. Как такое возможно?
Электричество — вот ответ.
Исследователи из CAAS обнаружили, что электричество повысило урожай овощных культур на 20-30%, и эти результаты основаны на 20% -ном сокращении используемых удобрений и 70-100% -ном сокращении потребления пестицидов.
История электрокультуры
Китай — не первая страна, открывшая для себя электрокультуру. Фактически, Китай опоздает в этой игре на 200 лет.
Начиная с 1746 года, шотландский ученый доктор Мэймбрей наэлектризовал два мирта и заметил быстрый рост новых ветвей в октябре, чего раньше никогда не было.
В 1902 году профессор физики Селим Лемстром понял, что деревья под северным сиянием росли быстрее, чем те же деревья в более теплом климате.Однако большинство ранних экспериментов по электрокультуре провалились, поскольку условия эксперимента менялись от места к месту. Любое изменение в широком диапазоне природных элементов может привести к очень разному результату
Как электричество способствует росту растений?
Установка электрокультуры проста: высоковольтные медные провода висят на высоте трех метров над растением. Электрокультура стимулирует рост растений с помощью трех основных механизмов:
- Использование высокого напряжения убивает все болезни и бактерии, передающие вирусы, как в почве, так и в воздухе.
- Высоковольтный провод снижает поверхностное натяжение капель воды на листьях растений и ускоряет испарение.
- Электричество ускоряет перенос некоторых естественно заряженных частиц, таких как ионы кальция и бикарбонаты, которые ускоряют метаболизм растений.
«Это абсолютно не вредит растениям или людям, стоящим поблизости». Сказал профессор Лю Биньцзян, ученый-специалист по сельскому хозяйству из CAAS и руководитель этого проекта.Электрокультура потребляет лишь небольшое количество электроэнергии — 25 киловатт-часов в день на один гектар, что составляет примерно половину от потребления электроэнергии австралийской семьей.
Дополнительная информация:
- Китай заставляет овощи расти больше, быстрее и сильнее… используя электричество
https://revolution-green.com/china-making-vegetables-grow-bigger-faster-stronger-using-electricity/
- Китай сделал шокирующее открытие в области производства продуктов питания — электрокультура
https: // www.weforum.org/agenda/2018/10/china-has-made-a-shocking-food-production-discovery-electro-culture/
% PDF-1.6 % 5263 0 объект > эндобдж xref 5263 117 0000000016 00000 н. 0000006800 00000 н. 0000007046 00000 н. 0000007100 00000 н. 0000007726 00000 н. 0000008396 00000 н. 0000008448 00000 н. 0000008500 00000 н. 0000008552 00000 н. 0000008604 00000 н. 0000008656 00000 н. 0000008708 00000 н. 0000008760 00000 н. 0000008812 00000 н. 0000008864 00000 н. 0000008916 00000 н. 0000008968 00000 н. 0000009020 00000 н. 0000009099 00000 н. 0000009350 00000 н. 0000010078 00000 п. 0000010647 00000 п. 0000010918 00000 п. 0000011538 00000 п. 0000011795 00000 п. 0000011932 00000 п. 0000035717 00000 п. 0000054656 00000 п. 0000094470 00000 п. 0000095055 00000 п. 0000095552 00000 п. 0000096140 00000 п. 0000096731 00000 п. 0000097322 00000 п. 0000097919 00000 п. 0000098521 00000 п. 0000099125 00000 н. 0000099721 00000 п. 0000100316 00000 н. 0000100897 00000 н. 0000101493 00000 н. 0000103187 00000 п. 0000103438 00000 п. 0000103647 00000 н. 0000103936 00000 н. 0000165021 00000 н. 0000177812 00000 н. 00001 00000 н. 0000201943 00000 н. 0000214362 00000 п. 0000221978 00000 н. 0000234981 00000 п. 0000245403 00000 н. 0000255279 00000 н. 0000265683 00000 н. 0000276842 00000 н. 0000287978 00000 н. 0000298202 00000 н. 0000298277 00000 н. 0000298379 00000 н. 0000298506 00000 н. 0000299002 00000 н. 0000299088 00000 н. 0000299197 00000 н. 0000299248 00000 н. 0000299367 00000 н. 0000299418 00000 н. 0000299546 00000 н. 0000299597 00000 н. 0000299696 00000 н. 0000299747 00000 н. 0000299845 00000 н. 0000299896 00000 н. 0000299988 00000 н. 0000300039 00000 н. 0000300146 00000 п. 0000300197 00000 н. 0000300305 00000 н. 0000300356 00000 п. 0000300538 00000 п 0000300589 00000 н. 0000300727 00000 н. 0000300778 00000 п. 0000300904 00000 н. 0000300955 00000 п. 0000301115 00000 н. 0000301166 00000 н. 0000301272 00000 н. 0000301323 00000 н. 0000301467 00000 н. 0000301518 00000 н. 0000301639 00000 н. 0000301690 00000 н. 0000301818 00000 н. 0000301868 00000 н. 0000302039 00000 н. 0000302089 00000 н. 0000302209 00000 н. 0000302259 00000 н. 0000302377 00000 н. 0000302427 00000 н. 0000302541 00000 н. 0000302590 00000 н. 0000302691 00000 н. 0000302740 00000 н. 0000302855 00000 н. 0000302904 00000 н. 0000303015 00000 н. 0000303064 00000 н. 0000303164 00000 н. 0000303213 00000 н. 0000303309 00000 н. 0000303358 00000 п. 0000303414 00000 н. 0000303470 00000 н. 0000006624 00000 н. 0000002696 00000 н. трейлер ] / Назад 4312215 / XRefStm 6624 >> startxref 0 %% EOF 5379 0 объект > поток hY {pSǹ ߳: zYƖl! Fehd + *) q3rq {lhpH) vICScaҔ &} у8̝V}]
Гармонизация оценки жизненного цикла | Энергетический анализ
В этом проекте NREL рассмотрел и согласовал оценки жизненного цикла (ОЖЦ) электроэнергии. технологии генерации для уменьшения неопределенности оценок воздействия на окружающую среду и повысить ценность этих оценок для политиков и исследователей.
Опубликованы сотни оценок жизненного цикла со значительной вариабельностью в результатах. Эти различия в подходе затрудняли сравнение исследований и объединение опубликованных результатов. NREL согласовал эти данные для:
- Понимать диапазон опубликованных результатов ОЖЦ технологий производства электроэнергии
- Уменьшить вариативность опубликованных результатов
- Уточнить центральную тенденцию опубликованных оценок.
Гармонизированные результаты
Сравнение опубликованных и согласованных оценок выбросов парниковых газов за жизненный цикл для избранных технологий производства электроэнергии.
На последующих этапах проекта NREL скорректировал оценки в соответствии с последовательным набором методов. и предположения, характерные для каждой технологии. Как и опубликованные данные, согласованные данные показали, что выбросы парниковых газов в течение жизненного цикла от солнечной, ветровой и ядерной энергии. технологии значительно ниже и менее изменчивы, чем выбросы от технологий работает на сжигаемом природном газе и угле.
Гармонизация существенно не изменила центральную тенденцию (на что указывает медианное значение) любой из оцениваемых технологий. Однако гармонизация снизила изменчивость оценок выбросов парниковых газов.
См. Результаты обзора, анализа и согласования опубликованной жизни NREL. оценки цикла для этих технологий:
Опубликованные результаты
Сравнение опубликованных оценок выбросов парниковых газов в течение жизненного цикла при производстве электроэнергии и технологии хранения электроэнергии.Влияние изменения землепользования исключено. из этого анализа.
Данные показали, что выбросы парниковых газов (ПГ) в течение жизненного цикла от технологий за счет возобновляемых ресурсов, как правило, меньше, чем за счет энергии на основе ископаемого топлива. Ресурсы. Центральные тенденции всех возобновляемых технологий — от 400 до На 1000 г CO 2 экв / кВтч ниже, чем у их аналогов, работающих на ископаемом топливе, без улавливания и связывания углерода (CCS).
На первом этапе этого проекта NREL проанализировал опубликованные оценки выбросов парниковых газов в течение жизненного цикла. для гидроэнергетики, океана, геотермальной энергии, биоэнергетики, солнечной, ветровой, ядерной, угольной и природной энергии газовые технологии.
См. Результаты обзора и анализа опубликованных оценок LCA для этих технологий:
Данные и инструменты
Загрузите и визуализируйте численные результаты и библиографии в приложении OpenEI LCA Harmonization.
Публикации
Выбросы парниковых газов в течение жизненного цикла при производстве электроэнергии: обновление , информационный бюллетень NREL (2021 г.)
Выбросы парниковых газов в течение жизненного цикла при производстве электроэнергии, NREL Fact Sheet (2013)
Мета-анализ оценок жизненного цикла, Журнал промышленной экологии (2012)
Согласование первоначальных оценок выбросов парниковых газов в течение жизненного цикла сланцевого газа для производства электроэнергии, Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки (2014)
Специальный отчет МГЭИК о возобновляемых источниках энергии и смягчении последствий изменения климата (2011)
Контакт
Гарвин[email protected]
303-384-7460
Электричество и окружающая среда — Управление энергетической информации США (EIA)
Хотя электричество является чистым и относительно безопасным видом энергии, когда оно используется, производство и передача электричества влияют на окружающую среду. Почти все типы электростанций оказывают влияние на окружающую среду, но некоторые электростанции оказывают большее влияние, чем другие.
В США действуют законы, регулирующие влияние производства и передачи электроэнергии на окружающую среду.Закон о чистом воздухе регулирует выбросы загрязняющих веществ в атмосферу на большинстве электростанций. Агентство по охране окружающей среды США (EPA) регулирует Закон о чистом воздухе и устанавливает стандарты выбросов для электростанций в рамках различных программ, таких как Программа кислотных дождей. Закон о чистом воздухе помог существенно сократить выбросы некоторых основных загрязнителей воздуха в Соединенных Штатах.
Влияние электростанций на ландшафт
Все электростанции имеют физический след (местоположение электростанции).Некоторые электростанции расположены внутри, на или рядом с существующим зданием, поэтому занимаемая площадь довольно мала. Большинство крупных электростанций требуют расчистки земли для строительства электростанции. Некоторым электростанциям также могут потребоваться подъездные дороги, железные дороги и трубопроводы для доставки топлива, линии электропередачи и системы подачи охлаждающей воды. Электростанции, работающие на твердом топливе, могут иметь места для хранения золы сгорания.
Многие электростанции представляют собой большие сооружения, изменяющие визуальный ландшафт.В целом, чем больше конструкция, тем больше вероятность того, что электростанция повлияет на визуальный ландшафт.
Две угольные электростанции Северного парового комплекса Кристал-Ривер в Кристал-Ривер, Флорида
Источник: Эбябе, автор Wikimedia Commons (GNU Free Documentation License) (общественное достояние)
Электростанции, сжигающие ископаемое топливо, биомассу и отходы
- Двуокись углерода (CO2)
- Окись углерода (CO)
- Диоксид серы (SO2)
- Оксиды азота (NOx)
- Твердые частицы (ТЧ)
- Тяжелые металлы, такие как ртуть
- CO2 — это парниковый газ, который способствует парниковому эффекту.
- SO2 вызывает кислотные дожди, вредные для растений и животных, живущих в воде. SO2 также ухудшает респираторные и сердечные заболевания, особенно у детей и пожилых людей.
- NOx способствует образованию озона на уровне земли, который раздражает и повреждает легкие.
- PM приводит к возникновению тумана в городских и живописных районах и в сочетании с озоном способствует развитию астмы и хронического бронхита, особенно у детей и пожилых людей. Считается, что очень маленький, или fine PM , вызывает эмфизему и рак легких.
- Тяжелые металлы, такие как ртуть, опасны для здоровья человека и животных.
Электростанции снижают выбросы загрязняющих веществ различными способами
- Сжигание угля с низким содержанием серы для сокращения выбросов SO2. Некоторые угольные электростанции сжигают древесной щепы вместе с углем для сокращения выбросов SO2. Предварительная обработка и переработка угля также может снизить уровень нежелательных соединений в дымовых газах.
- Различные типы устройств для контроля выбросов твердых частиц обрабатывают дымовые газы перед их выходом из электростанции:
- Мешковые камеры — это большие фильтры, улавливающие твердые частицы.
- В электрофильтрах используются электрически заряженные пластины, которые притягивают и вытягивают твердые частицы из дымовых газов.
- В мокрых скрубберах используется жидкий раствор для удаления твердых частиц из дымовых газов.
- В мокрых и сухих скрубберах известь подмешивается в топливо (уголь) или распыляется раствор извести в дымовые газы для уменьшения выбросов SO2. Сжигание в псевдоожиженном слое также приводит к снижению выбросов SO2.
- Средства контроля выбросов NOx включают горелки с низким уровнем NOx во время фазы сгорания или селективные каталитические и некаталитические преобразователи во время фазы дожигания.
Электростанция Хантера, угольная электростанция к югу от Касл-Дейл, Юта
Источник: Трисия Симпсон, автор Wikimedia Commons (GNU Free Documentation License) (общественное достояние)
Многие электростанции в США производят выбросы CO2
Электроэнергетика является крупным источником выбросов CO2 в США. Электростанции электроэнергетического сектора, которые сжигали ископаемое топливо или материалы, изготовленные из ископаемого топлива, а также некоторые геотермальные электростанции были источником около 33% общего количества U.S. Выбросы CO2, связанные с энергетикой в 2018 году.
Некоторые электростанции также производят жидкие и твердые отходы
Зола — твердый остаток, образующийся при сжигании твердого топлива, такого как уголь, биомасса и твердые бытовые отходы. Зольный остаток включает самые крупные частицы, которые собираются на дне камеры сгорания котлов электростанций. Зола-унос — это более мелкие и легкие частицы, которые собираются в устройствах для контроля выбросов в атмосферу. Летучая зола обычно смешивается с зольным остатком.Зола содержит все опасные материалы, которые улавливают устройства контроля загрязнения. Многие угольные электростанции хранят зольный шлам (зола, смешанная с водой) в накопительных прудах. Некоторые из этих прудов прорвались и нанесли значительный ущерб и загрязнение ниже по течению. Некоторые угольные электростанции отправляют золу на свалки или продают золу для производства бетонных блоков или асфальта.
Атомные электростанции образуют различные виды отходов
- Низкоактивные отходы, такие как загрязненные защитные бахилы, одежда, протирочные тряпки, швабры, фильтры, остатки очистки реакторной воды, оборудование и инструменты, хранятся на атомных электростанциях до тех пор, пока уровень радиоактивности в отходах не снизится до безопасного уровня. для захоронения как обычный мусор, либо отправляется на свалку низкоактивных радиоактивных отходов.
- Высокоактивные отходы, к которым относятся высокорадиоактивные отработанные (использованные) ядерные тепловыделяющие сборки, должны храниться в специально разработанных контейнерах и установках для хранения (см. Временное хранение и окончательное захоронение в США).
Линии электропередач и прочая распределительная инфраструктура также занимают площадь
Линии электропередачи и распределительная инфраструктура, по которой электричество от электростанций доставляется потребителям, также оказывают воздействие на окружающую среду.Большинство линий электропередачи проходят над землей на больших башнях. Башни и линии электропередач изменяют визуальный ландшафт, особенно когда они проходят через незастроенные участки. Растительность вблизи линий электропередачи может быть нарушена, и, возможно, придется постоянно контролировать ее, чтобы держать ее подальше от линий электропередач. Эти действия могут повлиять на популяции местных растений и дикую природу. Линии электропередачи могут быть проложены под землей, но это более дорогой вариант и обычно не делается за пределами городских районов.
Последнее обновление: 9 декабря 2020 г.
ГЭС — обзор
6.03.1.1.3 Строительство гидроэлектростанций
Гидроэлектростанции планируются, строятся и эксплуатируются для удовлетворения потребностей человека: производство электроэнергии, орошаемое сельскохозяйственное производство, борьба с наводнениями, общественное и промышленное водоснабжение, питьевое водоснабжение и другие различные цели. Плотины гидроэлектростанций накапливают воду в резервуарах в периоды высокого стока, которые затем можно использовать для нужд человека в периоды низкого стока (то есть, когда естественный сток недостаточен). Положительное влияние плотин заключается в улучшении контроля над наводнениями и улучшении благосостояния в результате нового доступа к ирригационной и питьевой воде.Что касается роли плотин, имея в виду их многоцелевые функции, уместно сослаться на г-на Джамаля Сагира, представителя Всемирного банка на конференции Hydro 2004 в Порту, Португалия, октябрь 2004 г .:
(…) вода для еды, вода для канализации, вода для питья, вода для электроснабжения — это оружие в борьбе с голодом и бедностью.
Несмотря на это, остаются серьезные опасения по поводу воздействия плотин на окружающую среду.Борьба с наводнениями с помощью плотин снижает объемы сброса в периоды естественных паводков. Изменение характера потока ниже по течению (то есть интенсивности, времени и частоты) может привести к изменению режима наносов и питательных веществ ниже по течению от плотины. Температура и химический состав воды изменяются и, следовательно, могут привести к нарушению целостности речной системы. Эти воздействия на окружающую среду являются сложными и далеко идущими, могут возникать в отдаленных районах, далеко от плотины, могут возникать во время строительства плотины или позже, и могут повлиять на биоразнообразие и продуктивность природных ресурсов.
Каждая гидроэлектростанция имеет свои рабочие характеристики. Плотины расположены в самых разных условиях — от высокогорья до низменности, от умеренного до тропического, реки с быстрым и медленным течением, в городских и сельских районах, с отводом воды и без него. Воздействие водозабора различается между северными странами, где наблюдается умеренный климат и незначительное орошение, и полузасушливыми странами, которые могут иметь широкое использование за пределами реки и высокие показатели испарения. Комбинация типа плотины, операционной системы и контекста, в котором плотины расположены, дает широкий спектр условий, которые зависят от конкретного участка и сильно варьируются.Эта сложность затрудняет обобщение результатов воздействия плотин на экосистемы, поскольку каждый конкретный контекст, вероятно, будет иметь разные типы воздействий и с разной степенью интенсивности. Кроме того, высота плотин и площади их водохранилищ чрезвычайно изменчива.
Плотины для борьбы с наводнениями служат для смягчения пикового стока. Обычно плотины гидроэлектростанций проектируются так, чтобы обеспечить регулирование потока с целью максимизации выработки электроэнергии, и, следовательно, имеют тенденцию оказывать аналогичное влияние на структуру потока ниже по течению.Однако, если целью является обеспечение мощности в периоды пиковой нагрузки, в течение коротких периодов могут происходить значительные колебания расхода, вызывая искусственные паводки или наводнения ниже по течению. Плотины для орошения вызывают умеренные колебания режима потока в более длительном масштабе времени, сохраняя воду во время высокого потока для использования во время низкого потока. Потоки, превышающие емкость хранилища, обычно разливаются, позволяя некоторым паводкам проходить вниз по течению, хотя и в направленной и, следовательно, ослабленной форме.