壹、所需設備:
銅片、肥皂(洗潔精)、鹽、水、量杯、天平、三腳架、陶瓷纖維網、酒精燈、三用電。
手表、鱷魚夾、尺子、螺旋千分尺。
二、實驗步驟:
1.將兩片銅片剪成所需大小,用肥皂清洗,去除表面油汙。
2.銅片幹燥後,用酒精燈加熱銅片,直到銅片表面完全變黑。
3.讓加熱的銅片(氧化銅)靜置冷卻。(註:氧化銅易脫落,冷卻時應避免移動或觸摸。)
4.準備500毫升所需濃度的鹽水溶液。
5.將銅片和氧化銅片浸入鹽水中適當深度,然後用鱷魚夾固定,再將三用電流表分別用導線連接。
正極和負極。
6.將步驟5中的實驗裝置放在陽光下,註意黑色的氧化銅面朝向太陽。
第四,研究方法
1.實驗1:鹽溶液濃度的影響
控制變量:反應物在液面下的面積(12.5cm2),鹽溶液的體積(500mL),銅片的尺寸(5*5cm2)。
厚薄銅片加熱成氧化銅的時間(30分鐘)和實驗開始時間(中午12:30)。
操作變量:鹽溶液濃度(5%,10%,15%)
應變變量:輸出電流的大小。
2.實驗2:液面下反應物面積的影響
控制變量:鹽溶液濃度(10%)、鹽溶液體積(500mL)、銅片尺寸(5*5cm2)、銅片厚度和銅片加熱。
是氧化銅的時間(30分鐘),也是實驗的開始時間(中午12:30)。
操縱變量:液面下反應物的面積(12.5cm2,6.25cm2)。
應變變量:輸出電流的大小。
3.實驗3:銅片厚度的影響
控制變量:鹽溶液濃度(10%)、鹽溶液體積(500mL)、銅片尺寸(5*5cm2)、銅片加熱為氧化。
銅時間(30分鐘)、液面下反應物面積(12.5 cm2)、實驗開始時間(12:30中午)。
操縱變量:銅片厚度(0.1毫米,0.05毫米)
應變變量:輸出電流的大小。
4.實驗4:銅片尺寸的影響
控制變量:鹽溶液濃度(10%)、鹽溶液體積(500mL)、銅片厚度、銅片加熱到氧化銅的時間。
(30分鐘)、液面下反應物面積(12.5 cm2、18 cm2)、實驗開始時間(12:30中午)。
操作變量:銅片尺寸(5*5cm2,6*6cm2)
應變變量:輸出電流的大小。
5.實驗5:電解質類型的影響
控制變量:電解液濃度(10%)、鹽溶液體積(500mL)、銅片尺寸(5*5cm2)、銅片厚度和銅片加熱。
是氧化銅的時間(30min),液面下反應物的面積(12.5cm)和實驗開始時間。
(65438+中午02:30)。
操縱變量:電解質類型(鹽溶液、硫酸銅水溶液)
應變變量:輸出電流的大小。
6.實驗6:不同金屬片的影響
控制變量:鹽溶液濃度(10%)、鹽溶液體積(500mL)、銅片尺寸(5*5cm2)、厚度、金屬片添加量。
加熱時間(30分鐘)、液面下反應物面積(12.5cm2)、實驗開始時間(12:30中午)。
操縱變量:不同的金屬板(銅板、鋁板)
應變變量:輸出電流的大小。
7.實驗7:銅片的燃燒時間
控制變量:鹽溶液濃度(10%)、鹽溶液體積(500mL)、銅片尺寸(5*5cm2)、厚度、反應物濃度。
液面下面積(12.5 cm2)和實驗開始時間(12:30中午)。
操縱變量:金屬板加熱時間(30分鐘,1小時)。
應變變量:輸出電流的大小。
動詞 (verb的縮寫)研究結果和討論
(1)實驗壹:鹽溶液濃度的影響
開始時間:1992年3月3日中午12:30。
表1-1鹽溶液濃度15%
時間(分鐘)0 26 48 53 69 72 93 150
電流(毫安)0.7 0.65 0.65 0.55 0.55 0.45 0.45 0.35
表1-2鹽溶液濃度10%
時間(分鐘)0 18 26 59 74 77 106 142
電流(毫安)0.8 0.75 0.7 0.65 0.65 0.55 0.55 0.45
表1-3鹽溶液濃度5%
時間(分鐘)0 25 47 75 86 94 117 156
電流(毫安)0.75 0.7 0.65 0.65 0.55 0.45 0.4
鹽溶液濃度為15%時,電池最大電流為0.7mA;當鹽溶液濃度為10%時,電池的最大電流如下
0.80毫安;當鹽溶液濃度為5%時,電池最大電流為0.75mA,換句話說,鹽水濃度過大,反而變形。
輸出電流的阻力(鹽溶液中導電粒子碰撞的概率增加)因此,在下面的實驗中,我們
確定鹽溶液的最佳濃度為10%。另外,值得壹提的是鹽溶液會逐漸變成淡綠色,而我
科學家認為可能是銅銹造成的。
(2)實驗二:液面下反應物面積的影響。
開始時間:1992年3月2日中午12:30。
表2-1浸沒面積:12.5(cm2)
時間(分鐘)0 13 39 43 56 60 67
電流(毫安)0.8 0.75 0.7 0.65 0.6 0.55 0.5
表2-2浸沒面積:6.25(cm2)
時間(分鐘)0 2 5 8 20 44 65
電流(毫安)0.45 0.40 . 35 0.30 . 25 0.20 . 15
當銅片和氧化銅片浸入鹽水的面積達到壹半時,電池的最大電流為0.8mA;當銅與氧氣混合時
當銅箔浸入鹽水的面積達到四分之壹時,最大電流為0.45mA。所以,我們認為反應物在液面。
下部面積越大,產生的電流越大。
(3)實驗3:銅片厚度的影響
開始時間:1992年3月4日中午12:30。
表3-1厚銅片(厚度0.5毫米)
時間(分鐘)0 26 48 53 69 72 93
電流(毫安)0.8 0.75 0.7 0.65 0.6 0.55 0.5
表3-2薄銅片(厚度1毫米)
時間(分鐘)0 13 39 43 56 60 67
電流(毫安)0.8 0.75 0.7 0.65 0.6 0.55 0.5
薄銅片反應時,電池最大電流為0.8(Ma);當更換更厚的銅片時,最大電流也是0.8mA。顯示
銅片的厚度不是影響輸出電流的主要變量。
(4)實驗4:銅片尺寸的影響
開始時間:1992年3月5日中午12:30。
表4-1銅片尺寸:36 cm2
時間(分鐘)0 12 15 75 107 121 150
電流(毫安)0.8 0.75 0.7 0.65 0.6 0.55 0.5
表4-2銅片尺寸:25 cm2
時間(分鐘)0 12 55 84 12 147 163
電流(毫安)0.65 0.6 0.55 0.5 0.45 0.4 0.35
我們發現面積為36cm2的銅片的電池電流為0.8mA;並以25㎝2銅片為電極。
電池,電流0.65mA .這個結果和討論(2)的意義是壹樣的,“太陽能電池需要大面積才能產生比較大的面積。”
大電流也可以在這裏驗證。
(5)實驗5:電解質類型的影響
開始時間:1992年3月6日中午12:30。
表5-1電解液:鹽水(10%)
時間(分鐘)0 3 14 27 41 87 122
電流(毫安)0.55 0.5 0.45 0.4 0.35 0.3 0.25
表5-2電解液:硫酸銅水溶液(10%)
時間(分鐘)0 13 44 57 77 90 120
電流(毫安)0.1 0.05 0.05 0 0 0 0
我們比較了硫酸銅水溶液和鹽溶液,發現以硫酸銅水溶液為電解液的電池最大電流只有
以0.1(mA)、鹽溶液為電解液的電池,最大電流為0.55(mA)。為什麽硫酸銅溶液電流最大?
流量會這麽小嗎?我們認為這可能是由於負電極的氧化銅薄片和硫酸銅水溶液中銅離子(Cu+2)的活性相。
接近不利於溶液中離子的導電,電流也小。因此,電解液的種類是影響電池電流的重要因素。
壹個。
(6)實驗6:不同金屬片的影響
開始時間:1992年3月7日中午12:30。
表6-1金屬板:銅片
時間(分鐘)0 26 48 53 69 72 93
電流(毫安)0.8 0.75 0.7 0.65 0.55 0.5 0.45
表6-2金屬板:鋁板
時間(分鐘)0 26 48 60 75 90 120
電流(毫安)0.1 0.05 0 0 0 0 0 0 0
我們用銅片和鋁片,發現以銅片為電極的電池最大電流為0.80 (Ma)。以鋁片為電
極的最大電池電流只有0.10(mA)。我們認為可能是鋁片做電極的時候,不適合鹽。
水溶液作為電解質;也有可能鋁片本身不適合做太陽能電池的電極。
(7)實驗7:銅片的燃燒時間
開始時間:1992年3月8日中午12:30。
表7-1銅片燃燒時間(1小時)
時間(分鐘)0 2 4 32 41 63 84
電流(毫安)0.7 0.65 0.6 0.55 0.5 0.45 0.4
表7-2銅片燃燒時間(30分鐘)
時間(分鐘)0 26 48 53 69 72 93
電流(毫安)0.8 0.75 0.7 0.65 0.6 0.55 0.5
銅片燃燒時間為壹小時,最大電流為0.70mA,但銅片燃燒時間為30分鐘時,最大電流為
0.80毫安.可以看出,加熱時間越長,生成的氧化銅越多,但溫度可能過高。
相反,生成的黑色氧化銅更容易脫落,真正附著在銅片表面的氧化銅更少,所以電池的
電流不增反減。所以銅片的燃燒時間最好設定在30分鐘。
魯和結論
(1)本實驗中,在陽光照射下,負極氧化銅片上的光電效應產生的電子與作為正極的銅片配合。
以及電解液(鹽溶液)的電導率,外部輸出電流可以是0.8mA(本實驗中的最大電流)。如果妳在室內。
或者在日照不足的地方,實驗裝置也能產生0.1mA左右的電流,但此時的電流應該是氧化。
由還原反應產生,負極為銅片,正極為氧化銅。所以這個實驗裝置真的是屬於太陽的。
壹種能量電池。
(2)本實驗的優點是取材容易,且在適當的條件下,如:充足的日照,濃度為10%
鹽水被用作電解質。銅片和氧化銅片放在鹽水面下的面積越大越好。將銅片加熱30分鐘。
時鐘更好,實驗得到的電流也相當可觀。
(3)本實驗有兩處改進:
(1)氧化銅片在取用或實驗過程中經常容易脫落,可以用壹層透明膠帶粘在氧化銅表面。
以免降低輸出電流或在實驗中造成較大誤差。
(2)加熱銅片可以用烤箱代替,不僅可以均勻加熱,還可以設定時間和熱源。
力量,增加實驗的準確性。
七。參考
1.自然科學知識庫,臺北,易貝出版,1978。
2.臺北理科教授,家鄉出版,1981。
3.《電池組與能源系統》,厄泰曼著,譯,臺北,徐出版社,1989。
4.《普通物理學》(第四卷),哈裏斯·本森著,張潔儀、鄭銀安譯,臺北,冠軍出版社,1992。
參考資料:
/question/3104587.html?fr=qrl3