Учебный центр «Крисмас+»

Исследование полупроводниковых свойств воды на границе раздела «лед-вода» (Авторы: Калитина Карина, Штанюк Андрей, МОУ лицей № 10, Белгород. Руководитель: Муравьев Г.В.)

Данная работа посвящена исследованию новых альтернативных источников энергии, а также накопителей электрической энергии. Мы исследовали появление электрического тока на границе раздела двух однородных сред – воды и льда. Целью исследования является выявление условий возникновения ЭДС на границе двух однородных веществ и возможности использования альтернативных восполняемых источников энергии.

Актуальность данной работы показывает, что в наше время, когда развивается наука и техника, и все больше расходуется электроэнергия, нужно думать о новых источниках энергии, в первую очередь, экологически чистых. В настоящее время все больше внимания уделяется проблемам экологии. Угроза глобального экологического кризиса на рубеже XX-XXI столетий определяет необходимость формирования стратегий оптимальных взаимоотношений человека и природы. Происходит интенсивное уничтожение природных экосистем. Большинство электроэнергии получается из переработки исчерпаемых источников энергии (уголь, урановое топливо). Способ получения электроэнергии с помощью энергии, которая образуется на границе раздела одной среды, находящейся в разных агрегатных состояниях (например: вода и лед), во-первых, экологически чистый (электроэнергию можно получать практически без воздействия на окружающую среду), во-вторых, эти источники энергии практически неисчерпаемы (как правило, на Крайнем севере и в космосе поддерживается постоянная разность температур). Итак, исследование контактной разности потенциалов - это перспективное направление в современной науке.

Практическая значимость работы заключается в том, что мы исследовали возникновение разности потенциалов на границе раздела двух сред: воды и льда. Вода и лед могут образовать гальваническую пару, так как на границе между твердой и жидкой фазами вещества возникает разность потенциалов.

В 2-ой части работы было исследовано, является ли лед полупроводником. В результате исследований на осциллографе было установлено, что на границе лед-вода проявляются свойства полупроводников.

Мы считаем, что способ получения электрической энергии с помощью гальванической пары, составленной из воды и льда, экологически чистый, так как эти источники (вода и лед) практически неисчерпаемы, энергию можно получать без воздействия на окружающую среду.

Мы обнаружили неожиданный эффект. При быстром замораживании воды возникает ЭДС большой величины. Насколько большой мы не знаем, но судя по сгоревшим приборам 50В < Е < 100В лежит где – то в этих пределах.

При медленном замораживании так же в домашних условиях (холодильник) возникает ЭДС значительно меньше 5В < Е < 12В. Эта работа требует дальнейшего исследования.

Результаты работы:

В результате исследований мы пришли к выводу, что лед-вода является полупроводником, по крайней мере в промежутке от -18 до -3 градусов Цельсия (позволило оборудование).

Полупроводник лед – вода является полупроводником р-типа. Однако, чтобы достоверно объяснить, какие частицы движутся, пока мало данных.

См. также

Учебное оборудование, производимое и поставляемое ЗАО «Крисмас+» для исследования физических и физико-химических параметров состояния окружающей среды

Путеводитель по выбору оборудования для учебно-исследовательских работ

Этот материал опубликован в Сборнике тезисов участников VI Всероссийского конкурса «Инструментальные исследования окружающей среды»