Batería humana
22 Mar, 2013
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PDFElectrólito persoal
PRESENTACIÓN: A conversión de enerxía química en enerxía eléctrica require dous electrodos metálicos diferentes e un electrólito. Colocando as nosas mans en dúas placas de, por exemplo, aluminio e cobre conectadas a un voltímetro obsérvase un voltaxe da orde de 0.5V que depende (entre outras) da fina capa de suor presente. Esta produce unha reacción similar á que ocorre no medio ácido dunha batería convencional.
- The Salty Science of the Aluminum-Air Battery, Stephanie V. Chasteen, N. Dennis Chasteen, and Paul Doherty, Phys. Teach. 46, 544 (2008)
INTRODUCIÓN: Entre dous metais diferentes existe a posibilidade de xerar electricidade se os conectamos entre si e introducimos nunha sustancia electrolítica. Exemplos: sal común, NaCl disolto en auga. Un electrolito ou electrólito é calquera sustancia que contén ións libres, que se comportan como un medio condutor eléctrico.
OBXECTIVO: Estudar o comportamento do corpo humano como material electrolítico e como xerador de electricidade.
MATERIAIS: placa de cobre, placa de zinc, voltímetro.
MONTAXE: Conectamos as placas de zinc e cobre aos bornes do voltímetro. Colocamos cada man nunha placa.
EXPLICACIÓN: Se conectamos un voltímetro a unha placa de cobre e outra de zinc e pomos unha man encima de cada unha (a man funciona de electrolito), este marcará uns 0.6V. Se no canto de pór 2 placas con metais distintos pomos os 2 iguais o voltímetro marcará 0V, do mesmo xeito que se introducimos as placas de zinc e cobre en auga destilada, pois para que a batería funcione necesitamos tanto 2 metais diferentes como un electrolito (ións en disolución).
CONCEPTOS: diferenza de potencial, electrolito, batería.
MÁIS INFORMACIÓN:
TEXTOS:
- P.A. Tipler, Física, Editorial Reverté, 2011.
- R. Ehrlich, Turning the World Inside Out and 174 Other Simple Physics Demonstrations, Princeton University Press, 1997.
- J.B. Umland, J.M. Bellama, Química general, Thomson, 2010.
ALUMNADO 2011-2012: Emma Patiño, Manuel Núñez, Lucio Amando Penedo
ENLACE pdf ALUMNADO (en castelán):
13 responses to "Batería humana"
Esta demostración es muy interesante, con ella se demuestra que la piel del cuerpo humano es conductora. En el siguiente vídeo se puede ver como la electricidad estática (experimento del globo) generada por el Generador de Van de Graaff es transmitida a través de la piel de la cadena humana que realizan los niños.
Creo que cuando los alumnos forman parte de los “materiales” de la construcción son los mejores experimentos para hacer en los primeros años de la ESO. Además de que creo que les impacta más.
Además como cada persona genera un voltaje distinto se puede montar un concurso en clase y quien genere más voltaje gana (con premio o sin). Además de invitarles a que piensen como creen que podrían generar más voltaje y que lo lleven a cabo siempre que no sea una trastada.
Interesante y sencilla demostración. Conocer el comportamiento del cuerpo humano frente a la energía eléctrica, puede ayudar a comprender esa incómoda situación cotidiana que se da cuando de repente recibimos una descarga eléctrica del carro de la compra, algo metálico con lo que entramos en contacto, e incluso tocando a otras personas. Haciendo alusión al contacto entre varias personas, es todavía más impactante este experimento cuando se realiza con dos o más individuos cogidos de las manos generando un circuito cerrado, algo que es inevitable hacer cuando se encuentra uno frente a este experimento en un museo de las ciencias. Algo similar a lo que ocurre en el minuto 41:00 de esta película de 1980 sobre Nicola Tesla (“Tajna Nikole Tesle”) quizás uno de los mayores científicos e inventores de la historia.
Me gustó tanto esta experiencia que a la semana siguiente de hacerla en el curso, la monté con los alumnos; la batería humana y la realizada con diversas frutas. El éxito fué total. Aquí os mando un enlace con un montaje muy sencillo.
Resulta interesante mostrarlle ao alumnado de primeira man que o seu propio corpo presenta os mesmos elementos que o resto da natureza, neste caso a presenza de ións disoltos na suór das mans. Tamén o feito de que o noso corpo é un excelente conductor da corrente eléctrica. Para completar esta explicación sería bo tamén mostrarlles unha pila na que se presenten outros electrolitos, ou incluso que pasaría se utilizara auga destilada, como se mostra no seguinte enlace.
Tal y como se dice en comentarios anteriores, esta es una experiencia sencilla, práctica y vistosa para que los alumnos entiendan un poco más de electricidad, pero sin perder de vista que a la electricidad hay que tenerle mucho respeto porque puede hacer mucho daño, incluso causar la muerte, por lo que sería conveniente explicarles los daños que la corriente eléctrica puede causar en el organismo humano, en este enlace lo explican detalladamente. Al hilo de la actividad, se puede comentar las últimas investigaciones que se están llevando a cabo en cuanto a las baterías de los marcapasos, que se podrían recargar con la energía que el propio cuerpo produce, evitando nuevas intervenciones.
Este tipo de actividades además de servirnos para explicar la diferencia de potencial, batería o el concepto de electrodos, nos sirve para hacer ver a los alumnos que el ser humano forma parte del ambiente, que no es ajeno a las leyes que rigen a la naturaleza, y que si se estudia en profundidad en cuerpo humano se sorprenderían de la cantidad de conceptos, leyes, principios…que estudian como sin conexión con ellos mismos que se pueden comprobar en su propio cuerpo.
El cuerpo humano es una fuente de energía y el uso de la bioenergía está en auge. El aprovechamiento de la energía que genera nuestro propio cuerpo de forma que nos beneficie es el colmo de la autoeficiencia. Además del uso de la energía producida por el cuerpo para recargar las baterías de los marcapasos como se ha mencionado en un comentario anterior se está trabajando en el diseño de otros dispositivos que también se pueden aprovechar de dicha energía como es el caso de los chips cóclea que extraen las señales eléctricas del oído para utilizarlas como carga sin necesidad de una pila. La energía eléctrica se produce al convertir la fuerza mecánica de la vibraciones del tímpano en señales electroquímicas transmitidas al cerebro permitiendo la audición.
Un ejemplo más de lo complejo que es el cuerpo humano y la multitud de diferentes tipos de comportamientos que puede llevar a cabo. De todas formas, aunque sorprenda, nuestro cuerpo trabaja gracias a las descargas eléctricas que se producen a lo largo del sistema nervioso.
Paréceme un experimento moi interesante para mostrar cos alumnos de 2º de bacharelato na asignatura de química no bloque de reaccións químicas. A parte deste exemplo de reacción electrolítica entre dous metais diferentes e o corpo humano, tamén pode resultar interesante e moi sorprendente a reacción electrolítica con alimentos, como se mostra neste outro proxecto desta mesma web. Nel experiméntase principalmente con cítricos, pero tamén se viu que as patacas ou os alimentos encurtidos dan moi bo resultado como baterías. Incluso poñendo varios alimentos en serie poderíamos cargar un telefono móbil.
Cuando tocas con una mano una placa de metal (por ejemplo, cobre) y con la otra mano otra placa de metal diferente (por ejemplo, zinc), los electrones se mueven desde el metal con mayor potencial de reducción hacia el metal con menor potencial de reducción a través de tu cuerpo. El potencial de reducción de un metal es una medida de la tendencia de un metal a ceder electrones en una reacción química. Esto genera una diferencia de potencial entre las dos placas de metal, es decir, un voltaje.
Es una experiencia sencilla que muestra que la electricidad va más allá de los circuitos.
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Creo que esta aplicación é brutal para que o alumnado se de conta de que eles tamén poden actuar como un conductor. Paréceme que con isto, habería unha oportunidade de ouro para ensinarlles temas relacionados coa prevención do risco eléctrico. Relexionar sobre como o noso corpo ten diferentes resistencias segundo o punto de entrada e saída da corrente eléctrica ou as curvas de risco segundo a corrente e o tempo de exposición.