تبلیغات
پایگاه علمی سینوس

اسلایدر


 
برای تعجیل در فرج امام عصر (عج) یک صلوات با "وعجّل فرجهم" از ته دل بفرست

باتری

نویسنده : سرباز گمنام | تاریخ : 05:18 ب.ظ - یکشنبه 13 اسفند 1391



منبع توان الکتروشیمیایی یا باتری یا انباره[۱][۲] وسیله‌ای است که انرژی آزادشده از واکنش شیمیایی را مستقیماً به الکتریسیته تبدیل می‌کند. باتری از مجموع چند سلول الکتروشیمیایی تشکیل شده است که اساساً عملکرد این سلول‌ها بر تبدیل انرژی شیمیایی به الکتریسیته و بالعکس است. انرژی قابل دریافت در قطب‌های باتری به ازای واحد بار الکتریکی را نیروی محرکه الکتریکی (Electromotive force یا emf) باتری می‌گویند و آن را با یکای ولت اندازه گیری می‌کنند. قطب مثبت باتری آند و قطب منفی آن کاتد نام دارد.

محتویات

مفاهیم اولیه باتری

هر باتری را برپایه واکنش شیمیایی درون آن شناسایی می‌کنند. آنچه که در انباره برای تبدیل دو گونه انرژی رخ می‌دهد، برآیند داد و ستد الکتریسیته شارژشده بین یون‌ها است که در دو الکترود جداگانه بدست می آید. بدین گونه که یک الکترود یون آزاد کرده و الکترود دیگر الکترون می گیرد و این گونه چرخه بسته جریانی به وجود می‌آید. بدین گونه هر سلول الکترو شیمیایی را می‌توان تشکیل یافته از سه عنصر(ریزه) به شمار آورد: الکترودهای مثبت (آند) و منفی (کاتد) و الکترولیت.

اگر بندهای الکتروشیمیایی به صورت پشتاپشت (سری) به یکدیگر وصل شوند، انباره ساخته شده دارای سطح ولتاژ بیشتری نسبت به بندها است و اگر که سلول‌ها به صورت موازی به یکدیگر وصل شوند، زمان کارکرد بیشتر خواهیم داشت.

ساختمان باتری

هر باتری یک ایستایی(مقاومت) درونی (r) دارد. اختلاف پتانسیل بین قطب‌های باتری (v)، زمانی که جریان I از آن می‌گذرد، برابر V=Eemf - Ir می‌باشد. فرایند دگرگونی انرژی در باتری با گذشت زمان افزایش ایستایی(مقاومت) الکتریکی داخلی یا کاهش انرژی پتانسیل نخستین همراه است. مقدار ایستایی(مقاومت) درونی به نوع انباره و روش ساختش وابسته‌است.

شارژ باتری

در باتری فرسوده نوعی ایستایی درونی به قدری بالا است که با گذر جریان، ولتاژ دو سر باتری زود افت می‌کند و باتری توانایی تامین انرژی الکتریکی مفید را ندارد. در برخی باتری‌ها با گذراندن جریانی در سوی وارونه جریان، به هنگامی که باتری کار همیشگی اش را انجام می‌دهد، می‌توان باتری را دوباره باردار یا شارژ کرد. در فرایند شارژ باتری انرژی پتانسیل در آن انباشته می‌شود البته شمار بارهای شارژ باتری به خاطر برگشت ناپذیری فرایندهای تبدیل انرژی، محدود است.[نیازمند منبع]

فرایندهای تبدیل انرژی در باتری

در باتری خشک معمولی، بر اثر واکنش ماده آند (قطب مثبت) و ماده کاتد (قطب منفی) با الکترولیتی که محیط بین آند و کاتد را تشکیل می‌دهد، انرژی شیمیایی به انرژی الکتریکی تبدیل می‌شود. در انباره خورشیدی، انرژی الکترومغناطیسی نور تابیده شده به سلول‌های خورشیدی، با جداسازی‌های مثبت و منفی درون باتری، به شکل انرژی الکتریکی در می‌آید.

توان الکتریکی باتری

توانی که هر باتری بر حسب وات فراهم می کند، برابر حاصل‌ضرب نیروی جنباننده الکتریکی (بر حسب ولت) در شدت جریان الکتریکی باتری I (برحسب آمپر) می‌باشد. در کاربردهایی با توان بالااز جمله راه اندازه چرخانه(موتور) خودرو، میزان توان‌های تامین شده در فواصل زمانی کوتاه به بیش از ۱۰۰۰ وات می‌رسد. در کاربرد کم توان در وسایل الکترونیکی نازک(ظریف)، مانندسمعک‌ها و ساعت‌های رایانه ای، اندازه توان‌های فراهم شده نزدیک چند میلی وات است.

خطرات و نقایص باتری

خطرات و نقایص مربوط به باتری عبارتند از:

  • انفجار
  • نشتی
  • ملاحظات زیست محیطی

انفجار

پدیده انفجار باتری عموماً ناشی از عدم کاربرد یا کارکرد صحیح باتری است. به عنوان مثال تلاش برای شارژ نمودن مجدد باتری‌های یک بار مصرف یا غیر قابل شارژ[۳]، اتصال کوتاه نمودن دو قطب مثبت و منفی باطری [۴] می تواند باعث انفجار این منبع انرژی الکتریکی شود.

نشتی

در بعضی از باتری‌ها از مقوا، فلز روی و مواد شیمیایی استفاده می شود. واکنش شیمیایی درون باتری در مدت زمان طولانی، باعث خروج و نشت مواد شیمیایی داخل باتری به بیرون شده و ایجاد خوردگی شیمیایی در قطعات فلزی دستگاه‌ها که اطراف باتری قرار دارند می نماید.

ملاحظات زیستگاهی

افزایش بهره گیری از باتری‌ها و کاربردهای گسترده آن افزایش زباله‌های صنعتی و دشواری های زیستگاهی تازه این کالا را به همراه داشته است. آفرینندگان باتری از مواد شیمیایی هراس ناک برای پیدایش کارایی بهتر باتری‌های ساخته شده خود سود می جویند. پسمان های انباره مایه بالا رفتن آلودگی زیستگاهی به زهرهای کشنده فلزی باتری‌ها شده است [۵].

باتری‌های امروزی

امروزه باتری‌هایی می‌توان ساخت که به طور متوسط در کاربردها پنج سال عمر مفید دارند. باتری‌ها در بهره گیری از وسایل الکترونیکی نقش مهمی ایفا می‌کنند. البته با بهبود بخشیدن تکنولوژی باتری‌ها منابع انرژی قابل حملی برای هر معرفی، از دستگاه‌های استریوی دستی تا اتومبیل‌های برقی، در اختیار داشته باشیم.

انواع باتری‌های امروزی عبارت است از:

۱- باتری‌های نیروگاهی (GROE-OGI-OPZS-FNC)

۲- باتری‌های آنتن‌های مخابراتی باتری‌های مخابراتی NET Power-power

۳-باتری‌های مورد استفاده در سامانه‌های ریلی و مترو

۴-باتری‌های مورد استفاده در پروژه‌های نفت، گاز و پتروشیمی (FNC)

۵-باتری‌های خورشیدی (Solar.bloc)

۶-باتری‌های مورد استفاده در ups

۷- باتری‌های منابع تغذیه (SLA - VRLA)

۸-باتری‌های اتومبیل، لیفتراک و موتورسیکلت

۹-باتری‌های سامانه‌های حفاظتی، روشنایی، امنیتی و سامانه‌های کنترل 10- باتری روی - هوا

باتری تیسفون (باتری بغداد)

در سال ۱۳۳۰ خورشیدی، باستان شناس آلمانی ویلهلم کونیک و همکارانش ابزارهایی را در نزدیکی تیسفون پایتخت ایران در دوران اشکانیان یافتند. پس از بررسی معلوم شد که این ابزارها پیل‌های الکتریکی هستند که در دوره تاریخی ایران اشکانی ساخته شده و به کار برده می‌شده‌اند. او این پیل‌های تیسفون را باتری پارتی نامید که امروزه با نامهای دیگر همچون باتری پارتیان و یا پیل اشکانی هم مشهورند.[۶]

این اکتشاف مربوط به دوره تاریخی سلسله اشکانیان، تاحدی موجب شگفتی است. حتی برخی از دانشمندان اروپایی و امریکایی این باتری را به موجودات فضایی افسانه ای و احتمالاً ساکنان فراهوشمند سیارات دیگر که تصور می شود با بشقاب‌های پرنده و کشتی‌های فضایی به زمین آمده‌ بودند، نسبت دادند، و آن را فراتر از دانش اندیشمندان و پژوهشگران آن دوران دانستند. برای ایشان پذیرفتنی نبود که دانش ایرانیان در ۱۵۰۰ سال پیش از گالوای ایتالیایی(۱۷۸۶ میلادی) که پیل الکتریکی را اختراع نمود تا به این حد بالا باشد.[۶]

به احتمال زیاد، ساکنان بین النهرین از این پیل‌های الکتریکی جریان برق تولید می‌کردند و از آن برای آبکاری اشیا زینتی سود می‌جستند. اما در پهنه دریانوردی منطقه خاورمیانه از این اختراع جهت آبکاری ابزارهای آهنی در کشتی و جلوگیری از زنگ زدن و تخریب آنها استفاده می‌کردند.[۶]

منابع

  1. یک از مارک‌های رایج باتری مربوط به کارخانه‌های قوه پارس بود، و واژه قوه به معنی باطری به کار می‌رفت.
  2. محمد تقی برخوردار؛ مرگ مردی که به خانه های ایران رفاه آورد
  3. Energizer.com - Learning Center - Energizer and the Environment. Retrieved 17 December 2007.
  4. Battery dont's - Global-Batteries. Retrieved 20 August 2007.
  5. Batteries - Product Stewardship. EPA. Retrieved 11 September 2007.
  6. ۶٫۰ ۶٫۱ ۶٫۲ ماهنامه پیام دریا، ماهنامه اطلاعات علمی، مقاله اختراعات ایرانیان در پهنه دریانوردی و نجوم (جعفر سپهری)

اقتباس شده از ویکی پدیا



دسته بندی : علوم ریاضی؛شیمی , علوم ریاضی؛برق ,
 

نحوه كار باتری و انواع آن

نویسنده : سرباز گمنام | تاریخ : 05:09 ب.ظ - یکشنبه 13 اسفند 1391

باتری یکی از پرکاربردترین و مهم‌ترین وسایلی است که در زندگی روزمره با آن سر و کار داریم. ما از باتری‌ها در همه جا استفاده می‌کنیم: ماشین، تلفن‌همراه، لپ‌تاپ، پخش‌کننده موسیقی و … . ما امروز قصد داریم به نحوه کارکردن باتری‌ها نگاهی بیندازیم و شما را با شیوه‌های استفاده بهینه از آن‌ها آشنا کنیم.
ساخت باتری با ساختار پیشرفته کنونی، نخستین بار در سال 1800 میلادی شکل گرفت. الساندرو ولتا - دانشمند ایتالیایی- برای نخستین بار یک پیل با نام "پیل ولتایی" ساخت که در آن دو صفحه فلزی یکی از روی و دیگری از نقره به عنوان الکترودها استفاده می‌شدند. این دو صفحه در محلول آب نمک قرار گرفته و توسط یک صفحه مقوایی نازک از هم جدا می‌شدند. هنگامی‌که دو سر بالایی صفحه‌های فلزی توسط سیم به هم وصل شدند، درون سیم جریان الکتریسته برقرار شد. ولتا سعی کرد که پتانسیل الکتریکی ایجاد شده را اندازه‌گیری کند. این پتانسیل الکتریکی همان ولتاژ نام گرفت که بعد از او با واحد" ولت" سنجیده می‌شود.
آنچه که امروز به نام باتری می‌شناسیم در واقع همان پیل ولتایی در شکل جدیدتر و پیشرفته‌تر است.
نحوه عملکرد باتری
باتری وسیله‌ای است که انرژی شیمیایی را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند. باتری‌های امروزی مثل باتری‌های AA، C یا D، دو انتهای مثبت و منفی دارند. داخل تمام این باتری‌ها، همانند پیل ولتایی بوده و تنها از مواد مختلف و گوناگونی استفاده می‌کنند. در تمام باتری‌ها از فلزات برای الکترود و از مواد دیگری که مشابه آب نمک هستند، برای الکترولیت استفاده می‌شود. الکترودها با هم در تماس مستقیم نبوده و تنها تماس آن‌ها از طریق الکترولیت صورت می‌گیرد.
وقتی یک سیم به قطب‌های مثبت و منفی باتری وصل می‌شود جریان الکتریسته از قطب منفی به سمت قطب مثبت سیم به حرکت در می‌آید. حرکت جریان درون سیم، در واقع حرکت الکترون‌های داخل آن است که می‌تواند وسایل الکتریکی را به کار بیندازد.
پتانسیل الکتریکی ایجاد شده بین دو سر باتری، ولتاژ باتری نامیده شده و با واحد ولت سنجیده می‌شود.
میزان این پتانسیل یا نیروی محرکه به نوع واکنش صورت گرفته درون باتری بستگی داشته و مواد مختلف پتانسیل‌های گوناگونی را تولید می‌کنند.
انواع باتری‌ها
باتری‌ها در دستگاه‌های مختلفی استفاده می‌شوند. جدا از دستگاهی که باتری درون آن استفاده می‌شود، باتری‌ها به دو دسته اولیه (Primary) و ثانویه (Secondary) تقسیم می‌شوند. در باتری‌های اولیه با مصرف مواد شیمیایی داخل باتری، عمر باتری به پایان می‌رسد، در حالی‌که باتری‌های ثانویه قابلیت شارژ مجدد دارند. در باتری‌های ثانویه، با وصل کردن باتری مصرف شده به جریان الکتریسته، ترکیب شیمیایی مواد داخل باتری به حالت اولیه بازگشته و امکان استفاده مجدد از باتری فراهم می‌شود. با این حال به دلایلی چون خوردگی داخلی، از دست رفتن ماده الکترولیت و مواد فعال داخل باتری، این نوع باتری‌ها را تنها به تعداد معین و محدود می‌توان شارژ مجدد کرد.
باتری‌های اولیه
باتری‌های ارزان قیمت AA ،C و باتری‌های خشک نوع D، در این دسته قرار می‌گیرند. در این باتری‌ها از کربن و روی به عنوان الکترود و از یک خمیر اسیدی به عنوان الکترولیت استفاده می‌شود. این باتری‌ها، ولتاژ 5/1 ولت تولید می‌کنند.
باتری‌های قلیایی (Alkaline) که توسط شرکت‌هایی چون Duracell و Energizer عرضه می‌شوند، به‌جای کربن از اکسید منیزیم استفاده می‌کنند و همان‌طور که از نام باتری پیداست، الکترولیت اسیدی با یک ماده قلیایی جایگزین شده است. این باتری‌ها نیز خروجی 5/1 ولت دارند.
باتری‌های یکبار مصرف، برای مصرف فوری و ضروری تولید شده و پس از تمام شدن قدرت آن‌ها، باید دور ریخته شوند. این باتری‌ها معمولا برای دستگاه‌های قابل حمل که شدت جریان کمی را طلب می‌کنند و یا همیشه استفاده نمی‌شوند، به‌کار گرفته می‌شوند. ساعت‌ها و کنترل‌ها جزو این دسته از دستگاه‌ها هستند.
باتری‌های ثانویه
این باتری‌ها قابل شارژ هستند. باتری‌های اتومبیل، نمونه‌ای از باتری‌های قابل شارژ هستند که سرب و اکسید سرب، الکترودها و یک اسید قوی، الکترولیت آن‌را تشکیل می‌دهد.
در باتری‌های نیکل- کادمیوم (NiCd)، کادیوم و هیدروکسید نیکل نقش الکترود را داشته و الکترولیت، هیدروکسید پتاسیم است. باتری‌های NiCd قادرند شدت جریان بسیار بالایی را تولید کنند و با شدت جریان بسیار بالا می‌توان آن‌ها را در مدت زمان کوتاهی شارژ کرد. این باتری‌ها از یک عیب بزرگ به نام اثر حافظه (Memory Effect) رنج می‌برند. زمانی‌که شارژ یک باتری NiCd به‌طور کامل تمام نشده باشد و اقدام به شارژ مجدد آن شود، دانه‌های کریستالی درون باتری تبلور یافته و رشد می‌کنند. این دانه‌ها، ظرفیت باتری را کاهش داده و حذف آن‌ها از باتری نیز دشوار است.
باتری‌های نیکل- هیدرید فلزی(NiMh) جایگزین بسیار مناسبی برای باتری‌های NiCd هستند، چرا که خصوصیات مشابه آن‌ها را داشته و از اثر حافظه نیز رنج نمی‌برند. هر دوی این باتری‌ها، خروجی 2/1 ولت دارند. تمام باتری‌های قابل شارژ‌، اگر مدت زمان طولانی استفاده نشوند، مقداری از شارژ خود را از دست می‌دهند. برای مثال، وقتی از یک باتری NiMh برای مدت 6 ماه استفاده نشود بین 20 تا 50 درصد شارژ خود را از دست خواهد داد. میزان هدر رفت شارژ به عواملی چون دمای نگهداری باتری بستگی دارد.
باتری‌های لیتیوم-یون (Li-ion) به‌طور گسترده در لپ‌تاپ‌ها و تلفن‌های همراه استفاده می‌شوند. این باتری‌ها از لیتیوم و کربن به عنوان الکترود استفاده می‌کنند. نسبت توان ذخیره شده به وزن باتری در این نوع باتری‌ها بسیار بالا بوده و سرعت از دست دادن شارژ به‌خاطر عدم استفاده نیز بسیار پایین است.
باتری‌های قابل شارژ نظیر NiMH، معمولا به صورت بدون شارژ به فروش می‌رسند و برای استفاده باید ابتدا شارژ شوند. با این حال برخی از مدل‌های جدید این باتری‌ها با شارژ به فروش می‌رسند.
باتری‌های پیشرفته
تولیدکنندگان باتری همیشه در راه بهبود باتری‌ها، استفاده از مواد شیمیایی جدیدتر با ظرفیت بالاتر و کاهش اندازه و وزن باتری‌ها حرکت کرده‌اند.
برای مثال Energizer ادعا می‌کند که باتری‌های سری Ultimate Lithium این شرکت، با دوام‌ترین باتری‌های سایز AA و AAA در جهان است. طبق اطلاعات موجود، این باتری‌ها 8 برابر باتری‌های معمولی، شارژ در خود نگه می‌دارند و یک سوم باتری‌های آلکالاین معمولی، وزن دارند. این باتری‌ها قادرند در شرایط عملیاتی فوق‌العاده بین 40- تا 60+ درجه سانتی‌گراد کار کنند. این باتری‌ها را تا 15 سال می‌توان نگهداری کرد. استفاده این باتری‌ها برای دستگاه‌های پیشرفته با تکنولوژی بالا مثل دوربین‌ها، ضبط کننده‌های موسیقی، ماوس و کیبورد و دستگاه‌های قابل حمل GPS توصیه می‌شود.
شرکت معروف Duracell نیز،‌یک باتری با نام PowerPix طراحی کرده که از تکنولوژی انحصاری این شرکت با نام NiOx بهره می‌برد. این شرکت ادعا می‌کند با این باتری‌ها می‌توانید با دوربین دیجیتالی خود بیش از 2 برابر بیشتر نسبت به باتری‌های آلکالاین معمولی عکس بگیرید.
برای استفاده بهینه و بهتر از باتری‌ها بد نیست نکات زیر را بدانید:
- کیفیت تمام باتری‌ها با گذشت زمان کاهش می‌یابد، حتی اگر مورد استفاده قرار نگیرند.
- سرعت از دست رفتن شارژ باتری در دماهای پایین،‌کم‌تر است.
- نگهداری باتری در دماهای بسیار بالا یا بسیار پایین، روی ولتاژ خروجی باتری تاثیر می‌گذارد.
- باتری‌های با ترکیب شمیایی مختلف را هرگز در یک دستگاه استفاده نکنید.
- ترکیب باتری‌های قابل شارژ و غیر قابل شارژ را نیز روی یک دستگاه نباید استفاده کرد.
- باتری‌های آلکالاینی در شرایط استفاده معمولی یا عدم استفاده، نشتی ندارند. با این حال، دمای بالا، استفاده از باتری‌های نو و کارکرده درکنار هم و استفاده از باتری‌هایی با ترکیب شمیایی مختلف در کنار هم، احتمال نشتی را افزایش می‌دهد.
- نشتی باتری به شدت سوزش‌آور بوده و نباید در تماس با پوست قرار گیرد.
- برای رسیدن به بالاترین کارآیی، باتری‌های قابل شارژی که برای مدت طولانی استفاده نشده‌اند را قبل از استفاده، حتما شارژ کنید.
- اگر قرار باشد تا دستگاهی برای مدت طولانی استفاده نشود، باتری‌های آن‌را خارج کنید.

منبع: www.iramozesh.com




دسته بندی : علوم ریاضی؛شیمی , علوم ریاضی؛برق ,
 

باتری میوه ای

نویسنده : سرباز گمنام | تاریخ : 05:05 ب.ظ - یکشنبه 13 اسفند 1391

باتری میوه ای

 

برای ساختن این باتری فقط به کمک مادرتان نیاز دارید. اگر می‌پرسید چرا، کافی است نگاهی به لیست مواد لازم بیندازید.

 

مواد لازم

• چند عدد لیموترش ( می‌توانید به جای لیمو، از نوشابه یا آبلیمو هم استفاده کنید. )

• مقداری سیم مسی

• تعدادی سکه

• چند عدد گیره ی کاغذ

• چاقو

• قیچی

• لامپ کوچک، ساعت دیجیتالی یا هر وسیله ی الکتریکی کم مصرف دیگر که با استفاده از آن بتوان باتری را امتحان کرد.

 

روند کار

1. ابتدا تکه ای از سیم را جدا کنید و یک سر آن را دور گیره کاغذ بپیچید.

 

2.  تکه ی دیگری از سیم جدا کنید و این بار، یک طرف آن را دور سکه بپیچید. ( اگر سکه کثیف است، آن را با آب و صابون بشویید تا تمیز شود. )

 

3. تکه ی دیگری نیز از سیم جدا کنید. یک سمت آن را به دور سکه دوم و طرف دیگر را به دور یکی از گیره های کاغذ باقی مانده بپیچید. حالا شما باید سه قطعه سیم، شبیه سیم های شکل زیر داشته باشید.

باتری میوه ای

4. دو لیمو ترش بردارید و آن ها را کمی فشار دهید. لیموها را باید آن قدر فشار دهید که بافت درون آن ها نرم شود،  مواظب باشید که پوست آن ها پاره نشود. ( اگر لیمو ترش ندارید، می‌توانید دو لیوان بردارید و در آن ها مقداری آبلیمو یا نوشابه بریزید. )

 

5. روی پوست هر یک از لیموها، با چاقو دو برش کوچک ایجاد کنید.

 

6. سه قطعه سیمی را که در ابتدای کار درست کردید، مطابق شکل زیر درون شکاف‌ها قرار دهید. ( اگر در منزل گیره ی کاغذ ندارید، می‌توانید سیم را به همان صورتی که هست در شکاف‌ها بگذارید. ضمناً در صورتی که به جای لیمو از آبلیمو یا نوشابه استفاده می‌کنید، سیم‌ها را طوری داخل ظرف قرار دهید که با هم تماس نداشته باشند. در این حالت هر یک از لیوان ها مانند یک لیمو ترش عمل می‌کند. ) سیم ها را آن قدر فشار دهید که سکه و گیره کاغذ به گوشت درون لیمو برسد.

باتری میوه ای

7. حالا دو سر آزاد سیم ها را به دو سمت لامپ یا ساعت کوچک خود وصل کنید، لامپ روشن می شود! ( اگر همه ی مراحل را درست انجام داده اید ولی لامپ روشن نمی شود، جای دو سر سیم را با هم عوض کنید. این مرحله دقیقاً شبیه قرار دادن باتری در دستگاه است. اگر باتری را برعکس بگذارید، دستگاه کار نخواهد کرد. ) در باتری میوه ای شما، دو واکنش شیمیایی روی می‌دهد. واکنش اول بین فلز گیره ی کاغذ و آب لیمو ( یا نوشابه ) و واکنش دوم بین فلز سکه و آب لیمو انجام می‌شود. چون جنس این دو فلز متفاوت است، الکترون ها بیشتر به یک سمت ( نسبت به سمت مخالف ) رانده می‌شوند. این همان چیزی است که "جریان الکتریکی" نامیده می‌شود. اگر هر دو فلز از یک جنس بودند، جریانی نیز وجود نداشت. در مدار ما، الکترون ها از یک سمت شروع به حرکت می‌کنند و پس از طی یک مسیر دایره ای به نقطه ی اول بازمی گردند. عبور آن ها از درون ساعت ( یا لامپ ) باعث می‌شود که ساعت به کار افتد و یا لامپ روشن می شود. 

باتری میوه ای

8. زمان کار کردن باتری خود را اندازه بگیرید و روی کاغذ یادداشت کنید. اگر مایل بودید می‌توانید نتیجه ی کار خود را به آدرس ارسال کنید.

 

9. آب لیمو یک اسید است. برای همین گفتیم که می‌توانید به جای آن از آبلیمو یا نوشابه استفاده کنید. ( اگر پشت شیشه های نوشابه را خوانده باشید، حتماً دیده اید که یکی از محتویات آن اسید فسفریک است. ) آب لیمو را با مواد اسیدی دیگر ( مثلاً محلول رقیق سرکه در آب، یا آب پرتقال یا ... ) جایگزین کنید و ببینید که آیا باز هم باتری شما کار می‌کند. زمان کار کردن آن بیشتر شده است یا کمتر؟

 

10. فکر می‌کنید؛ اگر به جای اسید از آب نمک یا یک محلول قلیایی ( مثلاً محلول آب و صابون ) استفاده می کردید، چه می‌شد؟ این کار را هم امتحان کنید و نتیجه را بنویسید. هر بار سعی کنید پیش از انجام آزمایش، حدس بزنید چه اتفاقی می‌افتد.

 

11. این بار، جای لیمو را با یک میوه ی دیگر ( مثلاً سیب، سیب زمینی، موز، کیوی، پرتقال یا هر میوه ی دیگر که دوست دارید ) عوض کنید. فکر می‌کنید باتری قوی تر شود یا ضعیف تر؟ حدس خود و نتیجه ی نهایی کار را برای میوه های مختلف یادداشت کنید. قوی ترین و ضعیف ترین باتری که ساخته اید، کدام ها هستند؟

 

12. برای انجام این مرحله باید از دوستان یا سایر اعضای خانواده خود کمک بگیرید. لیمو ( یا هر میوه دیگری که استفاده کرده اید ) را از وسط قاچ کنید به طوری که سکه در یک نیمه و گیره ی کاغذ در نیمه ی دیگر باشد. طبیعتاً لامپ (یا ساعت) از کار می‌افتد، چون مدار قطع شده است و الکترون‌ها نمی توانند جریان پیدا کنند. دست های خود را روی دو نیمه قرار دهید. آیا لامپ روشن می‌شود؟ سپس یک دست خود را به دست دوستتان بدهید و از او بخواهید که دست دیگرش را روی نیمه دوم میوه بگذارد. آیا باز هم لامپ روشن می‌شود؟ تعداد نفرات را بیشتر کنید. آیا لامپ هم چنان روشن باقی می‌ماند؟ توانایی باتری شما چقدر بود؟ جریان حاصل از آن، از بدن چند نفر عبور کرد؟

 

13. زمان کار تمام باتری هایی را که ساخته اید، یادداشت کنید. کدام یک بیشتر از همه کار کرده است؟ آیا رابطه ای بین اندازه یا طعم میوه با این زمان وجود دارد؟ اگر تعداد میوه‌ها را بیشتر کنید، چه می‌شود؟ در صورت تمایل، نتیجه آزمایش خود را به آدرس  ارسال کنید.


منبع: سایت تبیان




دسته بندی : علوم ریاضی؛برق , علوم ریاضی؛شیمی ,
 

ساختمان باتری

نویسنده : سرباز گمنام | تاریخ : 04:44 ب.ظ - یکشنبه 13 اسفند 1391

ساختمان باتری

عملکرد کلیه ی باتری ها تقریباً مشابه یکدیگر است. پس با فهم آن چه درون یکی از آن ها رخ می دهد، می توان به درک مناسبی از شیوه ی کار کلیه ی باتری ها دست یافت. ما طرز کار  باتری روی – کربن را توضیح می دهیم. این باتری یکی از ساده ترین باتری هایی است که می توان ساخت و گاهی آن را  "باتری استاندارد کربنی"  نیز می نامند.

 

فرض کنید ظرفی حاوی اسید سولفوریک داریم. اگر میله ای از جنس روی را در این محلول قرار دهید، اسید شروع به خوردن روی می کند. حباب های هیدروژن روی میله ظاهر می شود و محلول در اثر حرارت حاصل از واکنش شیمیایی، گرم خواهد شد. آن چه روی می دهد، تقریباً به ترتیب زیر است:

 

• مولکول های اسید به سه یون تفکیک می شوند: دو یون +H و یک یون -SO42 .

 

• اتم های روی دو الکترون از دست می دهند و به یون های Zn2+ تبدیل می شوند.

 

• یون های+Zn2  با یون های -SO42  ترکیب شده و به صورت ZnSO4 درمی آید، که در اسید حل می شود.

 

• یون های هیدروژن الکترون هایی را که اتم های روی از دست داده اند، جذب می کنند و به صورت مولکول H2 ( گاز هیدروژن ) در می آیند. این همان حباب هایی است که روی میله ظاهر می شود.

حال اگر میله ای از جنس کربن نیز در محلول قرار دهید ( اسید روی این میله اثری ندارد. ) و آن را با سیم به میله ی اول متصل کنید، شرایط تغییر می کند و به صورت زیر درمی آید:

 

• الکترون ها از طریق سیم به سمت میله ی کربنی می روند و در آن جا جذب یون های هیدروژن می شوند. این بار حباب های گاز هیدروژن روی میله کربنی تشکیل می شود.

 

• در این حالت گرمای کمتری آزاد می شود، زیرا بخشی از انرژی شیمیایی حاصل از واکنش صرف جریان الکترون ها شده است؛ یعنی در حالت اول انرژی شیمیایی فقط به انرژی گرمایی تبدیل می شود، ولی در حالت دوم بخشی از آن به انرژی الکتریکی و بخشی دیگر به انرژی گرمایی تبدیل می شود.

 

با گذشت زمان، میله ی روی کم کم در اسید حل می شود و یون های هیدروژن موجود در محلول نیز به تدریج مصرف می شوند، تا این که سرانجام باتری تمام می شود.

 

به دو میله ی به کار رفته در باتری، اصطلاحاً " الکترود " می گویند.

محلول حاوی یون ( در مثال بالا اسید سولفوریک ) نیز " الکترولیت " نامیده می شود.

 

در باتری ای که شما ساخته اید، اتفاقاتی که روی می دهد بسیار شبیه مراحل بالاست. این مراحل در شکل های زیر نشان داده شده است.

اگر مایلید تا در مورد ساختمان باتری اطلاعات بیشتری کسب کنید، می توانید به سایت های زیر مراجعه کنید:




دسته بندی : علوم ریاضی؛برق , علوم ریاضی؛شیمی ,
 

پیدا کردن رنگ‌های پنهان برگ‌های پاییزی

نویسنده : سرباز گمنام | تاریخ : 10:11 ب.ظ - جمعه 11 اسفند 1391

 

 

مقدمه


آیا شما تاکنون با دیدن تغییر رنگ برگ‌های درختان از سبز به زرد، نارنجی و قرمز در فصل پاییز شگفت‌زده شده‌اید؟ رنگ درخشان برگ‌ها به خاطر وجود رنگدانه‌هایی است که از ملکول‌های رنگزا در اندازه‌های مختلف تشکیل شده‌اند. طی ماه‌های آفتابی و گرم سال، گیاهان از طریق فرایندی که فوتوسنتز نامیده می‌شود، انرژی خورشید را به انرژی غذایی در برگ‌هایشان تبدیل می‌کنند. این فرایند توسط رنگدانه‌ای که نور سبز را منعکس می کند، انجام می‌شود. این رنگدانه کلروفیل نام دارد و باعث ایجاد رنگ سبز در برگ گیاهان است.


در فصل پاییز وقتی روزها سردتر و کوتاه‌تر می‌شوند، بسیاری از درختان، دیگر احتیاجی به تولید انرژی غذایی در برگ‌هایشان ندارند. بنابراین به رنگدانه‌ی سبز نیاز پیدا نمی‌کنند. از این‌رو سایر رنگدانه‌‌های برگ، یعنی آن‌هایی که در فصل تابستان وجود دارند، ظاهر می‌شوند. ظاهر شدن این رنگ‌های پنهان پاییزی از طریق جداکردن رنگدانه‌های گیاهان با یک فرایندی که کروماتوگرافی کاغذی نامیده می‌شود، امکان پذیر است. شما در این مقاله، می،توانید به سادگی با این فرایند آشنا شوید و با انجام آن رنگ‌های زیبایی در انواع برگ‌ها خواهید دید.

 

 

    

 

پیش زمینه


در برگ درختان انواع مختلفی از رنگدانه‌ها وجود دارد. کلروفیل، که باعث رنگ سبز در گیاهان است و به فرایند فوتوسنتز در گیاهان طی ماه‌های گرم و آفتابی سال کمک می‌کند. بعد از فرارسیدن فصل پاییز، رنگ سبز (رنگدانه‌ی غذاساز) کم‌رنگ می‌شود و سایر رنگدانه‌ها از قبیل زرد، نارنجی و قرمز بیشتر قابل رویت می شوند.

 

 

گزانتوفیل ها رنگدانه‌ی زرد در گیاهان هستند و کاروتنوئیدها رنگ نارنجی را در برگ‌ها باعث می‌شوند. این رنگدانه‌ها نیز طی روزهای تابستان به عمل فوتوسنتز کمک می‌کنند. اما چون کلروفیل یک رنگدانه‌ی قوی است، به دیگر رنگدانه‌ها غلبه می‌کند. از طرفی این رنگدانه‌ها اغلب اوقات از تجزیه کلروفیل تولید می‌شوند. به همین خاطر است که‌ در برگ‌های پاییزی ظاهر می‌شوند. این رنگدانه‌ها همچنین در هویج، نرگس زرد، موز و گیاهانی که به رنگ زرد روشن هستند، وجود دارند.


آنتوسیانین‌ها، از رنگدانه‌های قرمز شدید، که در طی تابستان ساخته نمی‌شوند. تنها با ظهور آخرین رنگ‌های پاییزی، ظاهر می-شوند. این ملکول‌ها عامل رنگ قرمز در سیب، توت فرنگی و دیگر میوه‌های قرمز هستند.
بر روی‌هم رفته برگ‌ها، مخلوطی از این رنگدانه‌ها را شامل می‌شوند. شما می‌توانید این رنگ‌ها را به کمک روشی که کروماتوگرافی کاغذی نام دارد جدا کنید. در این روش، رنگدانه‌ها به کمک یک حلال حل می‌شوند و سپس توسط یک کاغذ نواری جذب می‌شوند.


ملکول‌های بزرگ، سرعت حرکت کمتری در مسیر کاغذ دارند، بنابراین در ابتدای کاغذ گیر می‌افتند. در حالی‌که، ملکول‌های کوچک سریعتر حرکت کرده و خودشان را به قسمت‌های بالاتری از کاغذ می‌رسانند. این فرایند، مخلوطی از رنگدانه‌ها را براساس اندازه ملکولی و رنگ جدا می‌کند.

 

 

مواد و وسایل لازم


• تعدادی برگ با رنگ های مختلف
• قیچی
• لیوان شیشه ای سه تا چهار عدد
• ایزوپروپیل الکل
• قاشق چوبی یا هر وسیله‌ی آشپزخانه که چوبی باشد و لبه‌ی تیزی داشته باشد برای خرد کردن برگ‌ها
• چنگال
• لیوان شیشه‌ای کوچک
• حوله‌ی کاغذی بسیار جاذب، سفید، محکم و سنگین وزن
• خط‌کش
• مداد
• خلال دندان
• بشقاب
• شیشه‌دهان گشاد بلند سه یا چهار عدد
• گیره لباس سه تا چهار عدد


تعدادی از برگ‌های پاییزی که در مراحل مختلف از تغییر رنگ هستند را جمع آوری کنید. بهتر است این برگ‌ها از یک درخت انتخاب شوند. سپس برگ‌ها را در گروه‌های مشخصی که براساس رنگ مرتب شده‌اند (تقریبا 10 برگ بزرگ در هر گروه) منظم کنید. طبقه بندی آنها به سبز، زرد و قرمز آسان ترین نوع است. حوله‌ی کاغذی نواری شکل را آماده کنید به طوریکه برای هر گروه از برگ‌ها سه تا چهار نوار باشد. حوله‌های کاغذی را به صورت نواری با پهنای یک اینچ ببرید. آن‌ها باید به اندازه‌ی کافی بلند باشند تا از پایین با ته شیشه‌ی دهان گشاد بلند تماس داشته باشند و تا بالای شیشه‌دهان گشاد برسند. به کمک مداد، در قسمت پایین هر نوار کاغذی، به ارتفاع یک اینچ خطی بکشید.

 

روش کار


برگ‌ها را به کمک قیچی به تکه‌های کوچک ببرید و هر گروه از برگ‌ها را داخل لیوان شیشه‌ای بریزید. سپس به اندازه‌ی یک قاشق سوپ خوری به آن الکل اضافه کنید. به کمک لبه‌ی تیز قاشق چوبی، به مدت 5 دقیقه برگ ها را داخل الکل خورد کنید تا محلول تیره شود. الکل به چه رنگی تبدیل شده؟؟


سپس اجازه دهید تا محلول به مدت 30 دقیقه در مکانی تاریک باقی بماند. به کمک چنگال، برگ‌های درشت را از محلول خارج کنید و دور بیاندازید. هر محلول را داخل لیوان شیشه‌ای کوچک بریزید و سپس اجازه دهید تا برای مدتی در جایی تاریک بماند تا الکل اضافی بپرد. زمانی این محلول برای ادامه‌ی آزمایش آماده است که، وقتی محلول را به کمک خلال دندان هم می‌زنید احساس کنید که قوام گرفته است. محلول ها را به کمک خلال دندان‌های مجزا خوب هم بزنید تا رنگ ها باهم مخلوط نشوند.


سپس به کمک یک خلال دندان برای هر محلول رنگی، به آرامی و به صورت صاف و یکنواخت، مقداری از محلول را روی کاغذ نواری مورد نظر و روی خطی که با مداد در قسمت پایین کشیده شده بریزید. به خاطر اینکه بسیاری از رنگدانه‌های گیاهان رنگ پس می‌دهند بهتر است این کار را روی بشقابی انجام دهید تا سطوح آلوده به رنگ نشوند. این کار را برای هر محلول رنگی انجام دهید.

 

 

اجازه دهید نوار‌ها کاملا خشک شوند. در این لحظه، به تعداد نوارها ظرف شیشه‌ای دهان‌گشادی را آماده کنید و داخل آن را از الکل پر کنید. بعد از خشک شدن نوارها، انتهای رنگی آنها را بادقت داخل ظرف دهان گشاد قرار دهید. تا نوار با الکل داخل آن تماس پیدا کند. از بالا نوارها را با گیره به دهانه‌ی شیشه دهان‌گشاد ثابت کنید.


بعد از 30 دقیقه به نوار ها نگاه کنید. چه اتفاقی افتاده است؟ چه رنگ‌هایی بر روی هر یک از نوارهای کاغذی می‌بینید؟


بعد از اینکه رنگ‌ها به انتهای نوار کاغذی رسیدند، نوارهای کاغذی را بردارید و اجازه دهید خشک شوند. به نوارهای خشک شده نگاه کنید.

 

 

• آیا نوارهای محلول‌های رنگی مختلف با هم متفاوت است یا شبیه به هم؟؟
• به ترتیب رنگ‌های ظاهر شده روی نوارها دقت کنید، آیا رنگ‌های مشابه بر روی نوارها در جای مشخصی قرار گرفته‌اند یا در جاهای مختلف؟
• آیا نظم و ترتیب رنگ‌ها در هر نوار یکسان است یا این نظم و ترتیب متفاوت است؟


شما می‌توانید این مراحل را برای مقایسه ملکول‌های رنگی در گیاهان مختلف انجام دهید. به عنوان مثال، در مورد کلم قرمز، ذغال اخته، هویج، چغندر، اسفناج، گل‌ها یا دیگر گیاهانی که رنگ‌های شدیدی دارند امتحان کنید. حتی می‌توانید مخلوطی از ملکول‌های رنگی را با هم مقایسه کنید.

 


نویسنده: عاطفه قویدست
دانشجوی سال دوم دکتری شیمی آلی
دانشگاه گیلان


  منبع: سایت رشد





دسته بندی : علوم ریاضی؛شیمی ,
 

آخرین مطالب

» دانلود آهنگ "سلام عشق من،سلام دلخوشی"/امید معنوی/امام رضا (ع)/صوتی 3.8 مگابایت ( یکشنبه 24 مرداد 1395 )
» تخمین مسافت ( پنجشنبه 13 اسفند 1394 )
» تخمین مسافت طولی ( پنجشنبه 13 اسفند 1394 )
» سنگر شناسی ( چهارشنبه 12 اسفند 1394 )
» جزوه رزم انفرادی ( چهارشنبه 12 اسفند 1394 )
» آموزش نصب و بوت دوگانه سیستم‌عامل اوبونتو در کنار اندروید ( چهارشنبه 30 دی 1394 )
» دانلود و آموزش برنامه Bluestacks ( دوشنبه 7 دی 1394 )
» نصب سیستم عامل آندروید بر روی کامپیوتر ( دوشنبه 7 دی 1394 )
» دستورات ترمینال لینوکس بصورت کامل ( شنبه 5 دی 1394 )
» مرجع دستورات ترمینال لینوکس ( شنبه 5 دی 1394 )
» برترین توزیع های لینوکس در کاربری های مختلف 2014 ( شنبه 5 دی 1394 )
» کدام توزیع لینوکس را نصب کنم؟ ( شنبه 5 دی 1394 )
» دانلود کتاب عصر ظهور ( جمعه 27 آذر 1394 )
» دیدگاه آیت الله وحید در باره ولایت فقیه ( دوشنبه 23 آذر 1394 )
» تصویر و وصیتنامه شهید علی ناظری ( دوشنبه 23 آذر 1394 )
» جوانان و محبت اهل بیت (ع) ( جمعه 20 آذر 1394 )
» شعارهای حسینی 2 ( دوشنبه 3 فروردین 1394 )
» شعارهای حسینی 1 ( دوشنبه 3 فروردین 1394 )
» آیا خدا وجود دارد؟ ( سه شنبه 15 مرداد 1392 )
» دانستنی هایی از قران و نماز ( سه شنبه 15 مرداد 1392 )
» انگشت نگاری در قرآن ( شنبه 12 مرداد 1392 )
» تعدادی از معجرات علمی قرآن کریم ( جمعه 11 مرداد 1392 )
» 12 اشاره ی علمی قرآن ( جمعه 11 مرداد 1392 )
» قرآن و عسل ( جمعه 11 مرداد 1392 )
» ساختار موتور های پله ای چیست ؟ ( سه شنبه 10 اردیبهشت 1392 )
» سیم پیچ تسلا چیست؟ (Tesla Coil) ( سه شنبه 10 اردیبهشت 1392 )
» در سینه ات نهنگی می تپد! ( سه شنبه 22 اسفند 1391 )
» شعر "کوچه" از "فریدون مشیری" ( سه شنبه 22 اسفند 1391 )
» خرم خاتون و سلطان سلیمان عثمانی-جنگ عثمانی با صفویان ( چهارشنبه 16 اسفند 1391 )
» سلطان صلاح الدین ایوبی ( چهارشنبه 16 اسفند 1391 )