Transcript 2. 연구문제
영재학급 창의력 학습 탐구 6학년 2반 김문준 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 연구동기 연구문제 이론적 배경 연구방법 및 과정 연구결과 아쉬웠던 점 실험 중 제일 힘들었던 점 나는 과일전지에 대한 이야기를 교과서에서 처음으로 보았는데 ‘그냥 평범한 과일에 구 리 판과 아연 판을 꽂는데 왜 전기가 나올 까?’하고 궁금해 했고 신기했다. 그리고 그 때 ‘구리 판과 아연 판을 다른 금속으로 대 체해 보면 어떨까? 그리고 또 과일을 달리 하면 어떤 변화가 있을까?’ 하는 마음에 한 번 실험 해 보고 싶었다. 다른 금속들 중에서 전기가 가장 많이 나오는 조합을 알아본다. 과일 중에서 무슨 과일이 가장 전 기가 많이 나오는 지 알아본다. 가. 연구문제 ① 알류미늄과 구리의 조합 ② 알류미늄과 아연의 조합 ③ 알류미늄과 철의 조합 ④ 아연과 철의 조합 ⑤ 아연과 구리의 조합 ⑥ 철과 구리의 조합 나. 연구문제 ① 사과전지의 전력 ② 복숭아전지의 전력 ③ 레몬전지의 전력 ④ 오렌지전지의 전력 예상 : 1번 이유 : 내가 가지고 있는 금 속 중에 이론상 가장 발전 이 잘되는 금속이기 때문 에 예상 : 3번 이유 : 과일 중에서 3번이 가장 산성도가 높기 때문 에 고구마와 감자와 같은 산이 없는 식물도 전기가 나오는 지 알아본 다. 전자시계를 꽂으면 시간에 따라 전기가 얼마나 소비되는 지 알아 본다. 다. 연구문제 ① 산이 없는 식물도 전기가 나온 다. ② 산이 없는 식물은 전기가 나오 지 않는다. 라. 연구문제 ① 전기가 0.1~0.5v 정도 소비. ② 전기가 0.5~1v 정도 소비. ③ 전기가 1~1.5v 정도 소비. 예상 : 1번 이유 : 고구마나 감자도 즙 이 있기 때문에 그것 때문 에 아연이 부식 돼 전기가 나올 것 같다. 예상 : 2번 이유 :전자시계는 전기를 많이 소비시키지 않기 때 문에 천천히 소비될 것 같 다. 과일의 양에 따라 달라지는 전력 의 양에 대해 알아본다. 마. 연구문제 ① 과일 하나의 전력이 제일 높다. ② 과일 반조각의 전력이 제일 높다. ③ 과일 반의 반 조각이 전력이 제일 높다. ④ 그렇게 많이 차이가 나지 않는다. 예상 : 1번 이유 :과일전지는 과일의 양에 따라 전력의 양이 달라지는 것은 아니나 미미한 차이가 있을 것 같다. 1. 산화반응 : 금속이 전자를 잃어버려 양이온이 되는 반응 2. 환원반응 : 금속이 전자를 얻어 음이온이 되는 반응 3. 이온화 경향(금속이 전자를 잘 잃어버리는 순서대로 나열한 것) (+) 칼륨(K) – 칼슘(Ca )– 나트륨(Na) – 마그네슘(Mg) – 알류미늄(AI) – 아연(Zn) – 철(Fe) – 니켈(Ni) – 주석(Sn) – 납(Pb) – 수소(H )– 구리(CU) – 수은(Hg) – 은(Ag) – 백금(Pt) – 금(Au) 4. 전기현상 – 전기현상은 전선을 따라 움직이는 ‘전자의 이동’을 통해 발생합니다. 즉, 전류의 흐름은 전자가 전선을 따라 끊임없이 이동하고 있다는 것을 보여준다. 아연판은 과일 속의 산성 성분과 만나면 부식(산화반응)을 하게 되는데 이 과정에서 가지고 있던 전자 를 잃게 된다. 이때 잃게 되는 전자들이 이동하여 구리 판으로 들어가면서 전류가 흐른다. 아연판과 구 리판을 꽃은 과일 속에 함유된 시트르산(구연산) 혹은 타르타르 산 성분 등은 각각의 두 판 사이의 전 자를 운반해 주는 역할을 한다. 이 떄문에 전류가 흐르게 되고, 이는 곧 발광 다이오드에 불이 들어오 거나 멜로디 칩에서 소리가 나며, 전자시계가 작동하는 것으로 확인할 수 있다. 연구 1. 다른 금속으로 전력 생산 준비물 : 연구 1에서 전력이 가장 높게 나온 과일, 구리, 아연, 알류미늄, 철, 전력측정계 과정 : 1. 연구 1 에서 가장 전력이 높게 나온 과일에 구리와 아연, 알류미늄과 철, 구리와 철, 아연과,알류미늄 등 2개의 금속 을 연결한다. 2. 가장 높은 전력을 가진 조합이 무엇인지 알아본다. 연구 2. 과일마다 다른 전력 측정 준비물 : 배, 레몬, 귤, 사과 ,전력측정기, 아연판, 구리 판 과정 : 1. 각 과일들에 아연판과 구리 판을 꽂는다. 2. 아연판과 구리 판에 집게전선을 연결한다. 3. 각 과일이 달린 집게전선을 전력측정기에 연결한다. 4. 1분마다 측정해 달라지는 값을 측정한다(5분까지) 연구 3. 과일의 양에 따라 달라지는 전력 준비물 : 연구 1에서 가장 전력이 높게 나온 과일, 과일 반 조 각, 과일 ¼조각, 구리, 아연, 전력측정계, 과정 : 1. 과일에 구리와 아연을 연결하고 전기를 측정한다. 2. 과일 반 조각에 연결하고 전기를 측정한다 3. 과일 ¼조각에 연결하고 전기를 측정한다. 4. 어떤 차이가 있는 지 알아본다. 연구 4. 감자나 고구마 측정 준비물 : 감자, 고구마, 아연판, 구리 판, 집게전선, 전력측정계 과정 : 1. 감자와 고구마에 아연판과 구리 판을 꽂는다. 2. 집게전선을 연결한 후 전력측정기에 연결한다. 3. 나오는 값을 알아본다. 연구 5. 과일이 오래되면서 달라지는 전력 준비물 : 연구 1에서 가장 전력이 높게 나온 과일, 구리, 아연, 전력측정계, 전자시계 과정 : 1. 첫 번째로 과일의 전력을 측정한다. 2. 그 후로 과일을 집게전선에 연결한 후 전자시계에 연결한 다. 3. 6시간 마다 측정한다. 연구 1. 전력이 가장 높은 금속 조합 가. 알류미늄+구리 시간 V(전압) 시작 0.582v 1분 0.534v 2분 0.530v 3분 0.514v 4분 0.580v 5분 0.540v 연구 1. 전력이 가장 높은 금속 조합 나. 알류미늄+아연 시간 V(전압) 시작 0.500v 1분 0.517v 2분 0.516v 3분 0.526v 4분 0.527v 5분 0.509v 연구 1. 전력이 가장 높은 금속 조합 다. 알류미늄+철 시간 V(전압) 시작 0.072v 1분 0.099v 2분 0.120v 3분 0.132v 4분 0.140v 5분 0.109v 연구 1. 전력이 가장 높은 금속 조합 라. 아연+철 시간 V(전압) 시작 0.450v 1분 0.429v 2분 0.410v 3분 0.402v 4분 0.396v 5분 0.390v 연구 1. 전력이 가장 높은 금속 조합 마. 아연+구리 시간 V(전압) 시작 0.992v 1분 1.014v 2분 1.012v 3분 1.008v 4분 1.003v 5분 0.999v 연구 1. 전력이 가장 높은 금속 조합 아. 철+구리 시간 V(전압) 시작 0.407v 1분 0.494v 2분 0.533v 3분 0.560v 4분 0.584v 5분 0.591v 연구 1. 전력이 가장 높은 금속 조합 1,2 1 알류미늄+구리 알류미늄+아연 알류미늄+철 아연+철 아연+구리 철+구리 0,8 0,6 0,4 0,2 0 시작 1분후 2분후 3분후 4분후 5분후 연구 2. 전력이 가장 높은 과일 가. 사과 전력측정결과 : 1.026v 연구 2. 전력이 가장 높은 과일 나. 복숭아 전력측정결과 : 0.961v 연구 2. 전력이 가장 높은 과일 다. 오렌지 전력측정결과 : 0.885v (재 측정결과 : 0.960v) *재 측정결과는 레몬이나 오렌지같이 막이 있는 과일을 주무르면 더 많은 전력이 나온다는 이야기를 듣고 한 것이다. 연구 2. 전력이 가장 높은 과일 라. 레몬 전력측정결과 : 0.949v (재 측정결과 : 0.966v) *재 측정결과는 레몬이나 오렌지같이 막이 있는 과일을 주무르면 더 많은 전력이 나온다는 이야기를 듣고 한 것이다. 연구 2. 전력이 가장 높은 과일 1,05 1 0,95 측정결과 재측정결과 0,9 0,85 0,8 v/과일 사과 복숭아 오렌지 레몬 연구 3. 과일의 양에 따른 전력의 변화 가. 사과 하나 전력측정결과 : 1.066v 연구 3. 나. 사과 ½개 전력측정결과 : 1.022v 가. 사과 1/4개 전력측정결과 : 1.016v 연구 3. 과일의 양에 따른 전력의 변화 1,07 1,06 1,05 1,04 사과 하나 사과 반 사과1/4 1,03 1,02 1,01 1 0,99 v/양 사과 하나 사과 반 사과1/4 연구 4. 감자와 고구마도 측정이 가능? 가. 감자 전력측정결과 : 0.775v 연구 4. 감자와 고구마도 측정이 가능? 나. 고구마 전력측정결과 : 0.744v 연구 4. 감자나 고구마도 발전이 가능할까? 0,756 0,754 0,752 0,75 0,748 감자 고구마 0,746 0,744 0,742 0,74 0,738 감자 고구마 연구 5. 시간에 따라 달라지는 전력 시간 V(전압) 시작 1.127v 6시간 1.000v 12시간 0.979v 18시간 0.767v 24시간 0.606v 연구 5. 시간에 따라 달라지는 전력 1,2 1 0,8 시작 6시간 12시간 18시간 24시간 0,6 0,4 0,2 0 시작 6시간 12시간 18시간 24시간 연구 1. 전력이 가장 높은 전력 조합 가설 : 이론상 알류미늄과 구리조합이 가장 높을 것이다. 결과 : 예상을 깨고 구리와 아연조합이 가장 높았으므로 가설이 가결되었다. 연구 2. 전력이 가장 높은 과일 가설 : 이론상 가장 산성도가 높은 레몬이 가장 높을 것 이다. 결과 : 가설과 달리 사과가 가장 전력이 높았으므로 가설 이 가결되었다. 연구 3. 과일의 양에 따른 전력 변화 가설 : 과일 1개가 가장 많을 것이다. 결과 : 과일 1개가 전력의 양이 가장 많았으므로 가설은 채택되었다. 그러나 여러 과일을 직렬, 병렬로 연결할 때는 효율이 높은 과일 ¼개를 쓰는 것이 나을 것 같다. 연구 4. 감자나 고구마에서도 전기가 나올까? 가설 : 산이 없는 식물도 전기가 나올 것이다. 결과 : 산이 없는 식물도 전기가 나오므로 가설은 채택돼 었다. 연구 5. 시간에 따라 달라지는 전력 가설 : 전기가 약 0.5~1v 정도로 소비된다. 결과 : 전기가 평균 0.8964v 정도 줄어 들으므로 가설이 채택 되었다. 1. 2. 과일에 집어 넣는 금속의 양을 재서 했으면 정확히 결과가 나왔을 것 같다. 금속 막대가 부족해서 금속막대를 재활용 해서 결과가 달라진 것 같다. 1. 2. 실험결과를 도출해내는 것이 가장 힘들었 던 것 같다. 실험이 매우 다양해 보고서를 어떻게 써야 할지 몰라서 힘들었던 것이 생각난다.