과학 자유탐구 계획서 : 과일 및 채소 전지의 원리와 실험
과일 및 채소 전지의 원리와 실험 , 과일전지 채소전지 전기
과일 및 채소 전지의
원리와 실험
1. 탐구 주제
과일전지의 원리에 대해 알아보고 직접 여러 가지 과일전지를 만들어 본다.
2. 탐구하게 된 동기
1학년 때, 여름 방학 과학탐구로 숯전지에 대해 실험을 한 후 화학전지에 대해 좀 더 알아보는 과정에서 과일전지에 대해 실험을 해 보기로 했다.
과일전지는 몇 년 전에 TV 광고로도 방송이 되어 쉽게 할 수 있을 것이라고 생각했다.
3. 탐구를 통해 알고 싶은 점
① 과일전지의 원리에 대해서 알아본다.
② 여러 가지 과일 및 채소로 전지를 만들고 전압을 측정하여 어떤 차이가 있는지 알아본다.
③ 전해질에 따라 전지의 전압을 측정해 본다.
④ 전극의 재료를 바꾸면서 전압을 측정해 본다.
⑤ 측정 결과를 이용하여 전지에 LED 또는 꼬마전구를 연결하여 켜지는지 확인한다.
4. 탐구 실행방법
⑴ 탐구기간 : 8월 17일, 8월 23일 ( 총 2일 )
⑵ 탐구대상 : 과일 및 채소전지
⑶ 탐구방법 : 실험, 조사
⑷ 준비물
- 전선, LED (꼬마전구나 디지털시계로 사용해도 됨.), 구리판, 아연판, 전압계, 저항
- 멜론, 사과, 복숭아, 귤, 골드 키위, 레몬
- 무, 당근, 호박, 고구마, 토마토, 양파, 마늘, 산세베리아, 감자(삶은 것과 삶지 않은 것), (다른 채소나 과일들 써도 됨.)
- 물, 식초, 비커, 소금(꽃소금이면 좋음.), 알루미늄호일, 연필심, 납, 사포, 커터칼
⑸ 실험 방법
Ⅰ. 여러 가지 채소와 과일의 전압 측정
① 과일이나 채소에 아연판과 구리판을 약 2Cm 간격으로 꽂는다.
② 구리판을 전압계의 +극, 아연판을 -극에 연결하고 전압을 측정한다.
Ⅱ. 물, 식초를 뿌렸을 때 전압 측정
① 당근에 물, 식초를 뿌리고 전압을 측정하여
Ⅰ의 실험결과와 비교한다.
Ⅲ. 전극 사이의 거리에 따른 전압 측정 비교하기
①
Ⅰ의 실험에서 전극사이의 거리를 변화시키고 전압을 측정하여 비교한다.
Ⅳ. 과일과 채소의 전압 및 전류 측정(레몬,토마토, 감자, 삶은감자)
Ⅴ. 물과 소금물에서의 전압, 전류 측정
① 구리판과 아연판을 이용하여 수돗물과 농도가 다른 소금물의 전압 및 전류를 측정한다…
Ⅵ. 전극의 종류에 따른 전압 측정
① 소금물을 준비하고 여기에 여러 가지 전극 쌍을 넣어 전압을 측정한다.( 소금물 : 물 480mL + 소금 20mL ⇒ 농도 4% )
Ⅶ. 과일전지로 LED켜기
① 측정결과 높은 전압과 전류를 낼 수 있는 것을 선정하여, 이를 여러 개 직렬로 연결하여 LED가 켜지는 지 확인한다.
⑹ 실험결과 예상
- 화학전지에서 전해질로 강산이나 강알칼리를 사용할 경우 발생되는 전압과 전류가 크므로 신맛이 나는 과일이 전압과 전류가 클 것이다.
- 전압이 낮게 나오는 경우 물, 소금물 또는 식초를 넣으면 전압은 증가할 것이다.
- 농도가 높을수록 전압이 커질 것이다.
- 건전지 구조처럼 아연과 연필심을 전극으로 사용할 경우 전압이 가장 클 것이다.
- 과일로 LED(또는 꼬마전구, 전자시계)를 켤 수 있다.
5. 탐구내용 및 결과
(1) 과일전지의 원리 (조사)
과일전지는 산화와 환원 반응을 이용한 것이다.
산화란, 어떤 순물질이 전자를 잃게 되는 현상이고, 환원은 어떤 순물질이 전자를 얻는 것이다.
과일전지에서는 과일마다 전압이 다르지만, 과일 즙 속에 있는 시트르산과 타르타르산으로 인해 아연은 산화 반응이 일어난다.
산화반응이 일어나며 생기는 전자는 도선을 통해 구리판으로 이동을 하게 되고, 구리판에서는 환원반응이 일어난다.
전극으로 사용되는 금속판으로는 산화되기 쉬운 금속과 어려운 금속을 이용해야 높은 전압을 얻을 수 있다.
일반적으로 금속에서는 다음과 같은 순서로 알려져 있다.(볼타에 의해 발견)
아연>주석>납>철>구리>은>금>흑연>목탄
아연과 구리를 전극으로 사용하였을 경우 일반적으로 얻을 수 있는 전압은 약 1.1V 정도로 알려져 있다.
(2) 실험결과
실험
Ⅰ. 여러 가지 과일과 채소의 전압 측정
① 실험사진
② 실험결과
과일마다 전압이 다르다.
과일이나 채소에서 즙이 많은 경우에 전압이 높게 나오고 신맛이 강한 사과에서 전압이 제일 높았다.
실험
Ⅱ. 당근+물, 당근+식초 전압 측정, 비교
① 실험 사진
② 실험 결과
물보다 식초를 부었을 때 전압이 더 높다.
실험
Ⅲ. 전극의 거리 변화에 따른 전압 측정
① 실험 결과
2cm 간격 ⇒ 1.031V
2cm 보다 멀리 ⇒ 1.000V
2cm 보다 가까이 ⇒ 0.989V
전압은 전극사이의 간격에는 크게 영향을 받지 않는다.
실험
Ⅳ. 채소, 과일의 전압과 전류 측정하기(실험
Ⅰ의 결과를 이용하여 LED를 연결…
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제목 : 과학 자유탐구 계획서 : 과일 및 채소 전지의 원리와 실험
출처 : 탐구스쿨 자료실
[문서정보]
문서분량 : 10 Page
파일종류 : HWP 파일
자료제목 : 과일 및 채소 전지의 원리와 실험
파일이름 : 과일 및 채소 전지의 원리와 실험.hwp
키워드 : 과일전지,채소전지,전기,과일,채소,전지,원리,실험
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