Проект польза и вред батареек

МБОУ Прогимназия №2

Школьный конкурс

исследовательских работ и творческих проектов младших

школьников «Хочу все знать»

Исследовательский проект на тему:

«Батарейка: польза или вред?»

                                                                                Работу выполнил

                                                                                ученик 1 класса «Д»

                                                                                МБОУ Прогимназия №2

                                                                                Зайцев Артём

                                                                                Руководитель – учитель

                                                                                начальных классов

                                                                                МБОУ Прогимназия №2

                                                                                Батуркина Татьяна Витальевна

Воронеж 2017 г.

Оглавление

1. Оглавление……………………………………………………………………2

2. Введение:

   – Паспорт проекта……………………………………………………………..3

   – Актуальность проблемы……………………………………………………..4

   – Цели и задачи……………………….……………………………….……….4

3. Глава I. Что такое батарейка? ……………………………………..………….5

4. Глава II. Маленькая батарейка – большие проблемы………………………7

5. Глава III. Моё исследование – «фруктовая батарейка»…………………….9

6. Заключение……………………………………………………………..……..11

7. Библиографический список………………………………………………….12

Паспорт проекта

       Актуальность исследования.  Жизнь человека постоянно находится в движении, как и научно-технический прогресс. В наши дни широкое распространение получили пальчиковые батарейки. В доме, в школе, на работе всегда есть предмет, который работает на батарейках. Однако никто не мог подумать о вреде, наносимом планете отработанными источниками питания. Долгие годы они гнили и сжигались вместе с другими бытовыми отходами на свалках по всему миру. И лишь совсем недавно экологи забили тревогу, о вреде выброшенной в мусорное ведро батарейки. И при этом, многие из нас не задумываются, что состояние окружающей среды напрямую связано с нашим поведением в быту.

       Цель проекта: исследовать возможность получения экологически чистого источника тока на примере овощей и фруктов.

      Задачи проекта:

– познакомится с историей создания батарейки;

– узнать принцип работы батарейки и ее виды;

– выяснить, чем опасны батарейки;

– как правильно утилизировать использованные батарейки;

– создать «фруктовую батарейку»;

– изучить возможность практического применения полученной батарейки;

– обобщить материал и сделать выводы.

Глава I. Что такое батарейка?

        Каждый человек хотя бы раз в жизни сталкивался с вопросом замены батарейки. Часы,  калькулятор, фотоаппарат, фонарик, радио, детские игрушки и многое другое работает от батареек, и это очень удобно.   Иначе пришлось бы включать их в розетку, путаться в длинных проводах. Батарейки компактны и универсальны. Они дают игрушкам и другим полезным вещам независимость и самостоятельность, и это так приятно!  Батарейка дает электрический ток: крутятся колеса у машинки, ходят часы, играет радио, светит фонарик. В наше время батарейки являются самыми распространенными источниками питания для электроники и мелкой техники. Но откуда берется в этих маленьких трубочках электрический ток?  

        Первую батарейку сделали в Италии в 1800 г. Ее изобретателем считается известный физик Алессандро Вольта (1745-1827).  В основе первой батарейки лежит устройство: в соляной раствор, который является электролитом, поместили две пластины, сделанных из разных металлов: меди и цинка, а между ними кожаную прокладку, пропитанную лимонным соком. За счет различной природы этих материалов, при их погружении в электролит возникает напряжение, и получается электрический ток.  Именем этого ученого назвали единицу измерения электрического тока – вольт.

       Современные батарейки внешне имеют мало общего с устройством, созданным Алессандро Вольтом, но принцип работы остался тот же.

       Внутри современной батарейки – два цилиндра, вставленные один в другой – положительный (анод) и отрицательный (катод). Между ними специальный раствор или паста (электролит), который хорошо проводит электрический ток. От одного цилиндра к другому и течет электрический ток. Например, от одного цилиндра по проводу ток идёт в моторчик машинки, крутит колёса, и  дальше по проводу подходит к другому цилиндру.

      Батарейки довольно сложно устроены. Это высокотехнологичные элементы, в которых в результате химических реакций выделяется электрическая энергия. Классификация батареек осуществляется в зависимости от материалов, из которых изготовлены их активные компоненты. Самое сложное в создании батареек – это подобрать материал для цилиндров и раствора между ними. Обычно это редкие тяжелые металлы: кадмий, свинец, литий, ртуть.

       Существует пять видов современных источников питания: солевые, щелочные, ртутные, серебряные и литиевые.

       Батарейки бывают разной формы и размеров: большие и маленькие, круглые и квадратные.

       Различные устройства работают с различным напряжением, поэтому и у батареек оно должно быть разным. Напряжение разных типов батареек зависит от используемого электролита. Например – 1,5V,3V.

         Так же существуют аккумуляторы. Они внешне очень похожи на обычные батарейки, однако аккумуляторы можно перезаряжать, а батарейку нет.

         Срок работы каждой батарейки не долговечен: когда внутри нее испортятся оба цилиндра и раствор между ними, она перестанет вырабатываться электрический ток.

     Глава II. Маленькая батарейка – большие проблемы.

    Куда девать старые батарейки? Выброшенная в мусорное ведро батарейка попадает на свалку, где в процессе разрушения, либо в результате горения выделяет вредные вещества. В батарейках содержится множество различных металлов – ртуть, никель, кадмий, свинец, цинк. Ядовитые вещества из батареек, проникают в почву, грунтовые воды, попадают в реки и озера, водохранилища. Одна единственная батарейка способна отравить около 400 л. воды и 20 квадратных метров почвы. Далее эти вещества  вместе с водой и едой попадают к нам на стол, загрязняют воздух, которым мы дышим.  Ядовитые элементы имеют свойство накапливаться в организме человека, и поэтому,  даже в небольших количествах, вызывать серьезные заболевания. Но страдает не только человек, но  и деревья, растения. По исследованиям экологов одна батарейка загрязняет территорию, пригодную для обитания двух кротов, несколько тысяч дождевых червей и одного ежика.  Заражение окружающей среды происходит в течение целого века, и остановить этот процесс невозможно.

      На каждой батарейке производителями указывается специальный знак о запрете выброса батарейки в мусорное ведро. Это значит, что маркированный таким образом продукт, нельзя выбрасывать обычным способом. Вместо этого, он подлежит обязательной утилизации. Но мало, кто слышал о том, где можно утилизировать батарейки правильно.

    В нашей стране каждый год на свалки поступает более 15 тысяч тонн использованных батареек. По статистике 1 семья в год использует около 20 батареек.

    Проведя опрос взрослых и детей, на вопрос, можно ли выбрасывать батарейки в мусор, 68 % опрошенных ответили, что «нет», и лишь 32 % считают, что можно.

    На вопрос, знают ли они, как где можно правильно утилизировать батарейки 97% опрошенных ответили “нет”, и только 3% – “да”.

       В разных странах мира, утилизации батареек уделяют особое внимание. Их собирают,  сортируют и перерабатывают на специализированных предприятиях (только в Европе их больше 40). Для разных типов батареек применяют разные технологии, позволяющие свести к минимуму риски загрязнения окружающей среды.

       В городе Нью-Йорк существует даже закон, который запрещает выбрасывать батарейки вместе с обычным мусором. В Европе во всех супермаркетах стоят контейнеры для использованных батареек. Находясь на отдыхе вместе с родителями за границей, я даже  видел контейнер для сбора батареек, установленный прямо в холле отеля.

      Первая в России линия переработки батареек запущена в Челябинске компанией “Мегаполисресурс”. На это предприятие будут привозить отработанные элементы питания со всей страны, где они будут сортироваться, а далее, либо перерабатываться, либо помещаться в специальные контейнеры для безопасного хранения.

   В 2013 году в России экологи запустили акцию «Сдай батарейку – спаси ежика». Символом правильной утилизации выбрали обычного лесного ежика.

    В нашем городе есть ближайшие к нам пункты приема батареек:

1. В любом из магазинов сети «Эльдорадо».

2. «Центр экологической политики». Адрес: Площадь Ленина, д.8, оф.417

3. Управа Коминтерновского района. Адрес: Московский проспект, 19а.

Глава III. Моё исследование – «фруктовая батарейка».

       Исходя из всего вреда, который наносит человек неправильной утилизацией батареек, я решил провести исследование, можно ли получить альтернативные источники питания, чтобы не загрязнять планету, а использовать то, что есть в природе, например, из овощей и фруктов? Ведь овощи и фрукты заряжают людей энергией при их употреблении.

     Ход исследования: для создания батарейки нам понадобится цинковая пластина, медная пластина, провода, овощи и фрукты, вольтметр.

      Большинство фруктов и овощей содержит слабые растворы кислот. Именно поэтому их можно превратить  в простейшую батарейку. Электролитом, то есть жидкостью проводящей ток, является сок овощей и фруктов. Цинковая пластина действует как отрицательный электрод, а медная проволочка, как положительный.

    Мною были сделаны гальванические элементы из различных овощей и фруктов: лимон, яблоко, груша, апельсин, киви, банан, авокадо, картошка, лук, огурец, морковь, свекла. Прежде всего, я помял все фрукты и овощи: надавливал пальцами и катал их, чтобы они были мягкими и внутри появился сок. Вставил во фрукты и овощи пластины. В каждом элементе был сделан замер с помощью вольтметра (Таблица 1).

Таблица1.  Результаты измерений

     В результате измерений оказалось, что яблоко дает самое высокое напряжение, а лук самое низкое. Такой овощ, как свекла вообще не дает напряжение.  Самым же неожиданным оказалось, что обычная картошка тоже дает достаточно высокое напряжение.

         После полученных результатов возникает вопрос: где в жизни можно применить это свойство овощей и фруктов?

   Например, можно зажечь лампочку, для этого достаточно напряжение в 3 V, что соответствует 3 яблокам или 3 лимонам. Но проведя опыт, она не загорелась, т.к. не хватило силы тока. Заменив лампочку на светодиодную получился долгожданный результат: она загорелась. К такой батарейке можно подключить и электронные часы. Для этого достаточно 2 яблок.

    Я решил продолжить эксперимент и узнать на сколько хватит такой батарейки. Эксперимент длился 1 месяц. Свечение дисплея становилось все менее ярким. Чтобы продлить жизнь такой батарейки, приходилось ее периодический мять, чтобы выделился сок. Пока овощ или фрукт не испортится, он будет давать электрический ток.

      Выводы:    

    Моя гипотеза о замене батареек фруктовыми и овощными подтвердилась лишь частично. Я убедился, что фрукты и овощи действительно могут служить источником электрической энергии, из них возможно изготовить «природную батарейку». Однако не любой фрукт или овощ для этого подходит и  полученный источник тока можно использовать только для приборов с низким потреблением энергии. А для создания более мощной батарейки нужно больше овощей и фруктов. Обыкновенные батарейки служат дольше, чем овощные и более компактны, а также не требуют дополнительных действий для дальнейшей работоспособности. Поэтому не всегда можно заменить привычную нам батарейку на фруктовую.

Заключение.

     Проблема загрязнения окружающей среды не решится сама собой, пока человечество не поймет, что выбрасывать в мусорное ведро батарейки нельзя. Ведь вся отрава, которую мы беспечно отправили свалку, возвращается к нам – с водой из-под крана, с дымом горящей свалки, с рыбой, выловленной в реках и озёрах. Во всём мире отработанные батарейки собирают и утилизируют отдельно от бытового мусора. Давайте и мы будем поступать так же. И тогда, при правильной утилизации любая батарейка принесёт пользу, а не вред. Собирая батарейки, мы не просто на время сделаем наш город чище, мы смотрим в будущее. И именно правильные действия сделают наше будущее светлее и чище.

    Я хочу предложить провести у нас в прогимназии акцию «Сдай использованную батарейку – Спаси планету». Установить коробку с надписью «Для использованных батареек» и по мерее ее заполнения отвозить в пункты приема. Этим мы очень поможем в спасении окружающей среды, так как мне не безразлична экология нашей планеты.

    Спасибо за внимание.

Библиографический список.

1. Большая книга «Почему»/ пер. с итальянского О. Живаго – М.2012

2. Моя первая энциклопедия / пер. с англ. В.А. Жукова, Ю.Н. Касаткиной, Д.С. Щигеля – М.2010

3. Перельман Я.И. Научные фокусы и загадки. Издательство АСТ Москва, 2009

4. Ленгли Э. Оксфорд. Первая энциклопедия / пер. с англ. А.В. Мясникова – Издательство ЗАО «Росмен-пресс», М.2010 г.

5. Энциклопедия «История открытий». Издательство «Росмен», М.2008 .