Экспериментальное задание 6.1, страница 29 - гдз по физике 8 класс учебник Кабардин

Экспериментальное задание 6.1

Работаем в паре

Изготовление и испытание источника постоянного тока

Оборудование: две медные пластины, цинковая пластина, поваренная соль, лимон, вода, миллиамперметр, соединительные провода, сосуд для жидкостей.

Погружая две металлические пластины в различные жидкости, исследуйте, при каких условиях они могут служить источником постоянного тока.

Порядок выполнения задания

1. Налейте в сосуд воду и погрузите в неё две медные пластины. Соедините пластины с выводами миллиамперметра (рис. 6.5) и наблюдайте, возникает ли в цепи электрический ток.

2. Замените одну медную пластину цинковой пластиной и повторите опыт. Результаты опытов запишите в таблицу.

3. Такие же опыты выполните с раствором поваренной соли и с раствором лимонного сока. (Лимонный сок можно выжать в воду из небольшой дольки лимона.) Результаты опытов запишите в таблицу.

Сделайте выводы, какие жидкости и какие пары металлов пригодны для изготовления гальванических элементов.

Рис. 6.5

Таблица 6.1

Результаты опытов, занесенные в таблицу 6.1

Пары металлов: Медь — медь

Вода: Ток не возникает.

Раствор поваренной соли: Ток не возникает.

Раствор лимонного сока: Ток не возникает.

Пары металлов: Цинк — медь

Вода: Ток практически не возникает (стрелка миллиамперметра не отклоняется или отклоняется незначительно).

Раствор поваренной соли: Возникает электрический ток, стрелка миллиамперметра заметно отклоняется.

Раствор лимонного сока: Возникает электрический ток, стрелка миллиамперметра заметно отклоняется.

Выводы

На основе проведенных опытов можно сделать следующие выводы. Для того чтобы установка служила источником постоянного тока (гальваническим элементом), необходимо выполнение двух ключевых условий:

1. Электроды должны быть изготовлены из двух разных металлов. В опыте с двумя медными пластинами (Медь — медь) ток не возникал ни в одной из жидкостей, так как между одинаковыми металлами не создается разность потенциалов. В паре Цинк — медь, состоящей из разных металлов, такая разность потенциалов существует. Цинк ($\text{Zn}$) является более активным металлом, чем медь ($\text{Cu}$), поэтому он выступает в роли отрицательного электрода (анода), на котором происходит окисление: $\text{Zn} \rightarrow \text{Zn}^{2+} + 2e^-$. Медь выступает в роли положительного электрода (катода).

2. Металлические пластины должны быть погружены в жидкость-электролит, то есть в раствор, который проводит электрический ток за счет наличия свободных ионов. Обычная вода является очень слабым электролитом (диэлектриком), поэтому даже при использовании разных металлов (Цинк — медь) ток практически не возникает. Растворы поваренной соли ($\text{NaCl}$) и лимонного сока (содержащего лимонную кислоту) являются хорошими электролитами. Они содержат подвижные ионы, которые замыкают электрическую цепь, позволяя электронам двигаться по внешней цепи от цинка к меди и создавая постоянный электрический ток.

Таким образом, для изготовления гальванического элемента из предложенных материалов пригодны пара металлов цинк — медь и жидкости — раствор поваренной соли или раствор лимонного сока.

Ответ: Для изготовления гальванического элемента (источника постоянного тока) необходимо использовать два различных металла (в данном случае, пара цинк–медь) и раствор электролита (раствор поваренной соли или раствор лимонного сока). Использование двух одинаковых металлов или погружение разных металлов в обычную воду не приводит к возникновению заметного электрического тока.