Зеленчуци и плодове - източници на енергия, Образователна социална мрежа

Тази статия разкрива актуалността на темата за търсенето на алтернативни възобновяеми енергийни източници на примера на растенията. Работата е анализ на различни литературни източници, данните от които са проверени в хода на изследвания и експерименти.

Ученикът събра информация за появата на първите батерии, проведе изследвания и експерименти върху електропроводимостта на зеленчуци и плодове по време на съхранение, галванични елементи, създаване на източници на ток за плодове и зеленчуци и оцени практическото приложение на електрическите свойства на зеленчуците.

Целта на работата беше да се изследват естествените източници на ток в зеленчуците и плодовете.

- да изучава съвременните представи за източници на ток в растенията;

- да проучи историята на появата на батериите;

- анализират електропроводимостта на зеленчуците по време на тяхното съхранение;

- провеждане на изследвания върху плодови и зеленчукови батерии;

- да формират практически умения за маркиране и провеждане на експерименти, експерименти и наблюдения.

В статията са описани и анализирани всички извършени изследвания, направени снимкови материали.

Обемът на работа с приложения е 20 страници. Работата включва 3 таблици с резултати от изследвания, 3 снимки, 4 приложения. Използвани литературни източници – 16 бр.

Жулина Юлия Викторовна

ученик от 10 клас

MOU средно училище № 22 x.Zaitseva

Курск общински район

учител по биология

Процесът на фотосинтеза е един от алтернативните източници на енергия1. Процесът на фотосинтеза - като един от алтернативните източници на енергия

От историята на батерията

Зеленчуци и плодове - източници на енергия

Изследване на електропроводимостта на зеленчуци и плодове

Създаванеизточници на енергия от плодове и зеленчуци

Проучване на плодови и зеленчукови батерии

Изследване на галванични клетки

Използване на самоделни инструменти за изследване на качеството на водата

Оценка на практическото приложение на електрическите свойства на зеленчуците

Напоследък човечеството е изправено пред недостиг на енергийни ресурси. Предстоящото изчерпване на запасите от нефт и газ кара учените да търсят нови възобновяеми енергийни източници, включително растения. Само зелено растение е единствената лаборатория в света, която абсорбира слънчевата енергия и я съхранява под формата на потенциална химическа енергия на органични съединения, образувани по време на фотосинтеза.

Значението на фотосинтезата като един от процесите на преобразуване на енергията не може да бъде оценено, докато не се появи самата концепция за химическа енергия. През 1845 г. Р. Майер стига до извода, че по време на фотосинтезата светлинната енергия се превръща в химическа потенциална енергия, съхранявана в нейните продукти. През 1972 г. ученият М. Калвин изложи идеята за създаване на фотоклетка, в която хлорофилът да служи като източник на електрически ток.

В Япония се провеждат изследвания за преобразуване на слънчевата енергия в електрическа с помощта на цианобактерии, отглеждани в хранителни среди. Експериментите продължават и до днес в различни страни, включително и в България. Към днешна дата е точно установено, че всяка жива клетка има своя собствена „електростанция“. А клетъчните потенциали не са толкова малки. Например при някои водорасли те достигат 0,15 V. И ако зеленчуците и плодовете също имат малко количество електрически заряд, следователно те също могат да бъдат източници на енергия.

Следователно целта на работата беше да се проучат естествените източници на токв зеленчуците и плодовете.

- да изучава съвременните представи за източници на ток в растенията;

- да проучи историята на появата на батериите;

- анализират електропроводимостта на зеленчуците по време на тяхното съхранение;

- провеждане на изследвания върху плодови и зеленчукови батерии;

- да формират практически умения за маркиране и провеждане на експерименти, експерименти и наблюдения.

Обект на изследването са плодовете и зеленчуците.

Предмет на изследването е изследване на източници на ток от зеленчуци и плодове.

Хипотеза: Тъй като плодовете и зеленчуците са съставени от различни минерали (електролити), те могат да станат естествени източници на електричество.

В работата са използвани различни литературни източници по темата на изследването, въз основа на които е проведено изследването.

Работата може да се използва в уроците по биология, екология, физика и извънкласни дейности. Нашето изследване ще бъде от интерес не само за ученици и учители, но и за всички, които обичат физиката и биологията.

1. Процесът фотосинтеза - като един от алтернативните източници на енергия

Изясняването на природата на фотосинтезата започва по времето на зараждането на съвременната химия. Голям принос в изучаването на процеса фотосинтеза има нашият български учен К. А. Тимирязев. Той е първият, който доказва експериментално, че законът за запазване на енергията е валиден и по отношение на фотосинтезата.

Процесът на фотосинтеза, протичащ в растителната клетка, е един от основните процеси. В хода на това се случва не само разделянето на водните молекули на кислород и водород, но и самият водород в даден момент се разделя на съставните си части - отрицателно заредени електрони и положително заредени ядра. Така че, ако в този момент учените успеят да се „разкъсат“ положително и отрицателнозаредени частици в различни посоки, тогава на теория можете да получите прекрасен жив генератор, горивото за което ще бъде вода и слънчева светлина и освен енергия ще произвежда и чист кислород. Може би в бъдеще ще бъде създаден такъв генератор. Но за да осъществят тази мечта, учените ще трябва да работят усилено: те трябва да изберат най-подходящите растения и може би дори да се научат как изкуствено да правят хлорофилни зърна, да създадат някакъв вид мембрана, която да им позволи да разделят зарядите.

Данните от изследванията на Лабораторията по молекулярна биология и биофизична химия на Московския държавен университет за създаването на такива мембрани показват, че жива клетка, съхраняваща електрическа енергия в митохондриите, я използва за извършване на много работа: изграждане на нови молекули, изтегляне на хранителни вещества в клетката и регулиране на собствената си температура. С помощта на електричество самото растение извършва много операции: диша, движи се (както правят листата на добре познатата мимоза и расте).

От историята на батерията

Древните гърци са знаели за електричеството. Ако вземете кехлибар и го разтриете с вълнена кърпа, тогава се създава заряд от статично електричество. Те нарекоха кехлибара "електрон". И в пирамидите на древен Египет учените са открили съдове, наподобяващи батерии. Терминът електричество е въведен от английския натуралист, лекаря на кралица Елизабет, Уилям Гилбърт. Той използва тази дума за първи път в своя трактат За магнита, магнитните тела и големия магнит, Земята, който е публикуван през 1600 г. В това есе ученият обясни работата на магнитния компас и също така даде описания на някои експерименти с електрифицирани тела.

Историята на създаването на проста батерия датира от 18 век,и колкото и да е странно, тласъкът за създаването на този източник на ток е даден не от физик, а от биолог. В края на 1780 г. професорът по анатомия в Болоня, Л. Галвани, изучава нервната система на разрязани жаби в своята лаборатория. Съвсем случайно се оказа, че в тази стая работи и негов приятел, физик, който експериментира с електричество. Галвани постави една от разрязаните жаби на маса, на която стоеше електрическа машина. В този момент в стаята влезе съпругата на Галвани. Пред очите й се появи ужасна картина: с искри в електрическа кола, краката на мъртва жаба, докосвайки железен предмет, потрепнаха. Тя го посочи ужасена на съпруга си. Изправен пред необясним феномен, Галвани смята, че е най-добре да го изследва подробно експериментално. Галвани беше физиолог, а не физик, следователно той виждаше причината за явленията в един вид "живо електричество", различно в мускулите и нервите. Галвани потвърждава своята теория за „животински електричество“, като се позовава на добре известни случаи на разряди, които някои живи същества, електрически риби, са способни да произвеждат. Той не успява да обясни правилно наблюдаваното от него явление, това по-късно прави друг учен – физикът Алесандро Волта. Многобройни експерименти показаха физическата природа на източника на ток; те доведоха до създаването на първия галваничен елемент.

Можете да получите източник на ток, подобен на волтовата колона, като използвате различни зеленчуци или плодове. Една от "рецептите за направа" на галваничен елемент е описана още през 1909 г. В суров картоф се вкарват железен пирон и медна пластина, свързана с галванометър. Иглата на галванометъра се отклонява, което показва наличието на ток във веригата. (Приложение 1)

3.1 Зеленчуци и плодове - текущи източници

От различни литературни източници разбрахме, че всички зеленчуци иплодовете имат малко количество електрически заряд, следователно те също могат да бъдат източници на енергия. Учените казват, че ако спрем електричеството в дома ни, можем да осветим дома си с лимони за известно време. Това откритие е направено преди 200 години от италианския физик Александър Волта и още през 1800 г. той изобретява първата плодова батерия. Единицата за измерване на напрежението е кръстена на този учен и неговият плодов енергиен източник става прародител на всички настоящи батерии. В нашето изследване решихме да проверим дали зеленчуците и плодовете могат да станат енергийни източници.

3.2. Изследване на електропроводимостта на зеленчуци и плодове

Химическите източници на ток играят много важна роля в света около нас. Всеки ден се сблъскваме с батерии, акумулатори, горивни клетки.

Използвахме този метод и измервахме силата на тока в плодовете и зеленчуците с микроамперметър с електроди с диаметър 1 mm (мед и стомана), потапяйки ги на дълбочина 2 cm, разстоянието между електродите беше не повече от 3 cm.

За изследването са взети зеленчуци и плодове, предназначени за зимно съхранение у дома. (Маса 1)

Таблица 1. Изследвания на електропроводимостта на зеленчуци и плодове по време на съхранение