Elektřina z ovoce a zeleniny
17. 10. 2007
Baterie je základním zdrojem energie pro mnoho aplikací v domácnosti i průmyslu. Odhaduje se, že průmysl vyrábějící baterie prodá ročně na celém světě výrobky za 48 miliard dolarů. Nebudete tomu věřit, ale Michael si doma sestrojí baterii z ovoce a zeleniny.
Michael: Sakra, zase mi došla baterka.
The battery is an essential power source for many household and industrial applications – like my toothbrush.
Baterie je základním zdrojem energie pro mnoho aplikací v domácnosti i průmyslu. Jako je můj zubní kartáček.
Jdu si pro novou …
Michael: Billions of batteries like this one are made every single year, and it is estimated that the worldwide battery industry generates 48 billion dollars annually!
Každoročně se vyrobí miliardy baterií jako je tahle. Odhaduje se, že průmysl vyrábějící baterie prodá ročně na celém světě výrobky za 48 miliard dolarů.
Ale co je vlastně baterie? A jak fungují?
Michael: Slečno …
Tereza: Nacházíme se v italské Bologni roku 1780, právě v okamžiku, kdy … Luigi … Luigi Galvani pitvá žáby … Áááá
Michael: During his research Galvani discovered, that when he took two different metals, for example copper and zinc, placed them in contact with each other and then connected them to the nerve, running down the frog’s leg, that frog’s leg contracted He called this "animal electricity”.
Během svého výzkumu Galvani objevil, že když dva rozdílné kovy – například měď a zinek – spojil a pak je napojil na nerv, probíhající nohou žáby, noha se stáhla. Tento jev nazval živočišnou elektřinou.
Tereza: To, co ve skutečnosti Galvani vytvořil, je elektrický obvod mezi zmíněnými dvěma kovy a žabím stehýnkem.
Michael: And by the year 1791 another Italian gentleman, working in Como Italy by the name of Alessandro Volta …
Roku 1791 jiný Ital, pracující ve městě Como, jménem Alessandro Volta, …
Tereza: Alessandro …
Michael: … realized that the frog's leg could be replaced by pieces of cloth soaked in acid solution, and that electricity could be produced through inorganic means.
… zjistil, že nohu žáby by mohl nahradit kus látky, namočené v kyselém roztoku a že elektřina by se mohla získávat umělými prostředky.
Tereza: Alexandro Volta použil tenké plátky mědi a zinku …
Michael: … and small pieces of cloth, placed in 1 % solution of sulphuric acid …
… a kousky látky, umístěné v jednoprocentním roztoku kyseliny sírové …
Tereza: … a vytvořil tak první zdroj elektřiny.
Michael: A takto asi vypadala první baterka, kterou udělal Volta před 215 lety v Itálii. A teď změříme, jestli je tam napětí.
Tereza: Vidíme, že máme zatím nulu.
Michael: With the negative cathode I shall place on our zinc top and on the bottom on the copper. And there we have it: 3.5 Volts. So, ladies and gentlemen, that’s equivalent to more than two these batteries.
Zápornou katodu přiložím k našemu hornímu konci se zinkem a anodu dole k mědi. A tady to máme: 3,5 Voltu. A to, dámy a pánové, odpovídá víc než dvěma těmto bateriím.
Michael: Inside any battery it is a chemical reaction, which produces electrons. Let’s take a look at one simple cell from Volta’s original battery.
Uvnitř každé baterie probíhá chemická reakce, která vytváří elektrony. Podívejme se na jeden článek původní Voltovy baterie.
Michael: At the top zinc atoms loose two electrons to form zinc ions and the electrons pass through the electrolyte and join up with copper ions to form copper metal.
Nahoře ztrácejí atomy zinku dva elektrony, vznikají zinkové ionty a elektrony pronikají elektrolytem a spojují se s ionty mědi za vzniku kovové mědi.
Michael: It is this red-ox reaction, which creates an electromotive force. And it is on this principle that all batteries, including these, work.
Tato redukčně–oxidační reakce vytváří elektromotorickou sílu. A na tomto základě fungují všechny baterie, včetně těchto.
Michael: Electrons, moving from the negative end in a circuit to the positive terminal, cause the electrochemical reaction to work.
Elektrony, které se pohybují od záporného pólu elektrického obvodu ke kladnému, způsobují, že probíhá elektrochemická reakce.
Tereza: Pokud tedy elektrony neproudí od záporného ke kladnému pólu, chemická reakce neprobíhá. A vy v klidu můžete nechat svoje baterie stát zapomenuté na polici, a ony si stále zachovají svoji energii.
Michael: So now we know that in order to make a battery we need three things: two different metals and an electrolyte.
Teď už víme, že k sestrojení baterie potřebujeme tři věci: dva rozdílné kovy a elektrolyt.
Tereza: Alexandro Volta jako elektrolytu použil roztoku kyseliny sírové. My ale můžeme použít něco zcela jiného.
Michael: Například tyto věci.
Michael: Citróny obsahují kyselinu citrónovou, která je velmi dobrý elektrolyt.
Tereza: K tomu přidáme plátek mědi a pozinkované hřebíky.
Michael: First of all let’s see if our lemon can work as a battery.
Nejdříve se podíváme, zda náš citrón může sloužit jako baterie.
Michael: Now we have our battery. Let’s see if it works.
Naši baterii tedy máme. Podívejme se, zda funguje.
The cathode will put next to the galvanized zinc nail and the anode to a copper. And let’s see what happens.
Katodu přiložíme k pokovenému zinkovému hřebíku a anodu k mědi. Sledujme, co se stane.
There we have it. We have a voltage of 1,1 – 1,2 Volts. So our lemon really does work as a battery.
Tady to je. Máme napětí 1,1-1,2 Voltu. Náš citrón opravdu funguje jako baterie.
Michael: Here we have it. 1,2 Volts. So that’s the same as the lemon.
Je to tu. 1,2 Voltu. Totéž jako u citrónu.
Michael: We always should expect a voltage of about 1,1 Volts between copper and zinc. Now let’s see, what happens, if we connect them in series.
Mezi mědí a zinkem bychom vždy měli očekávat napětí asi 1,1 Voltu. Teď se podíváme, co se stane, když baterie propojíme za sebou – do série.
Michael: Our tomato, our lemons, and our gherkin – don’t forget, it has to go copper-zinc, copper-zinc, copper-zinc etc. This will give us an effect that we’ll have a higher voltage and a higher current. Let’s measure it to take a look.
Naše rajče, citróny a okurka. Nezapomeňte, že musí navazovat měď-zinek, měď-zinek, měď-zinek atd. Toto propojení nám dá vyšší napětí a proud. Pojďme to teď změřit.
Michael: So our circuit has 5 Volts. Let’s see that’s enough to light up an LED. To this we’re going to need to turn off the light and then to connect it to my zinc and my copper… And then we have it. The LED lights up.
Náš obvod tedy má 5 Voltů. Podívejme se, zda je to dost, aby se rozsvítila LED - světelná dioda. K tomu musíme zhasnou světlo a pak LED propojit s mým zinkem a mědí … A máme to tady. LED se rozsvítila.
Vocabulary - slovníček
battery – baterie, bicí (skupina orchestru)
essential – základní,hlavní, podstatný
power source – zdroj energie, napájení
household – domácnost, domácí, dům, rodina
industrial application – průmyslové využití
toothbrush – zubní kartáček
estimate – odhadovat, odhad, ocenění
worldwide – celosvětový, světový, po celém světě
generate – generovat, vyrobit, tvořit, plodit
annually – ročně, každoročně
research – výzkum, zkoumat
discover – objevit, odhalit, zjistit, najít
metal – kov, kovový, rudná žíla
copper – měď, měděný, kotel, měděná mince
zinc – zinek, pozinkovat
place – uspořádat, umístit
each other – vzájemně, navzájem
connect – spojit, propojit, připojit
nerve – nerv, síla, odvaha
running down – probíhající
contract – stahovat (se), zkrátit se, kontrakt, smlouva, uzavřít (dohodu, svazek)
animal electricity – živočišná elektřina
realize – zjistit, uvědomit si, uskutečnit, zpeněžit
replaced by – nahrazen (čím)
cloth – látka, textile, tkanina
soak – namočit (se), namáčet, nasávat (pít)
acid solution – kyselý roztok
inorganic – umělý, anorganický, neústrojný, vnější
by means – prostředky
sulphuric acid – kyselina sírová
negative – záporný, negativní, negativ
cathode – katoda, záporný pól
top – vrchol, vrcholek, špičkový
bottom – spodní část, dno, pata kopce, dno lodi
equivalent – ekvivalent, rovnající se, stejné hodnoty, protějšek
produce – produkovat, vyrábět, vytvářet, výrobek
cell – buňka, článek, cela, člen
original – původní, počáteční, originál
loose – uvolnit, propustit, rozvázat, uvolněný, volný
form – tvořit, formovat
ion – iont, iontový
pass through – pronikat, procházet skrz
electrolyte – elektrolyt
join up – spojit, slučovat se
redox reaction – redox, redukčně-oxidační reakce
create – vytvářet, tvořit, udělat, jmenovat (někým)
electromotive force – elektromotorická síla
principle – princip, základ, podstata
circuit – obvod, kruh, okruh, oběh, cesta kolem, obcházka
positive terminal – kladný pól (zdroje)
cause – způsobit, příčina, důvod
electrochemical reaction – elektrochemická reakce
galvanized zinc – pokovený zinkem
connect in series – zapojit za sebou, sériově
gherkin – kyselá okurka
light up – rozsvítit, rozzářit, ozářit
LED (light emmiting diode) – elektroluminiscenční (svítivá) dioda
turn off the light – vypnout, zhasnout světlo
Autor: Vladimír Kunz