Human battery
22 Mar, 2013
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PDFPersonal electrolyte
PRESENTATION: The conversion of chemical energy to electric energy requires two different metallic electrodes and an electrolyte. Placing our hands on two plates of, for instance, aluminum and copper connected to a voltmeter a voltage of about 0.5V can be observed, which depends on (among others) the thin layer of sweat present. This produces a similar reaction to what takes place in the acid medium of a conventional battery.
- The Salty Science of the Aluminum-Air Battery, Stephanie V. Chasteen, N. Dennis Chasteen, and Paul Doherty, Phys. Teach. 46, 544 (2008)
INTRODUCTION: Between two different metals there exists the possibility of generating electricity if we connect them to each other and introduce in an electrolytic substance. Examples: common salt, NaCl dissolved in water. An electrolyte is any substance that contains free ions, which behave like an electrically conductive medium.
OBJECTIVE: To study the behaviour of the human body as electrolytic material and as a generator of electricity.
MATERIALS: copper plate, zinc plate, voltmeter
SET UP: We connect the zinc and copper plate to the voltmeter terminals. We place each hand on a plate.
EXPLANATION: If we connect a voltmeter to a copper plate and to a zinc plate and we put a hand on each (each hand acts as an electrolyte), it will indicate about 0.7 V. If instead of using 2 plates of different metals we use 2 of the same metal, the voltmeter will indicate 0V, same as if we introduce the zinc and copper plates in distilled water because if we want the battery to function we need both 2 different metals and an electrolyte (ions in dissolution).
CONCEPTS: potential difference, electrolyte, battery.
MORE INFORMATION:
TEXTS:
- 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.
STUDENTS 2011-2012: Emma Patiño, Manuel Núñez, Lucio Amando Penedo
LINK pdf STUDENTS (in English):
13 responses to "Human battery"
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.