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          상품번호 : 114
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          물시계 (Water Clock)
          판매가 22,000
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                물시계 (Water Clock)    



          건전지의 원리와 전기를 얻기 위해서 어떤 화학반응이 일어나야 하는지를 이해하는데 도움이 되는 실험완구 입니다.



          시계 키트는 물 또는 집에 있는 여러 재료를 사용하여서 전기를 만들 수 있도록 되어 있다.

          이때 만들어지는 전기는 사용하는 재료에 따라서 달라지지만 모두 시계를 작동하기에는 충분하다. 따라서 시계에 넣는 건전지를 사러 갈

          필요는 없을 것이다. 물시계 키트는 건전지의 원리와 전기가 얻기 위해서 어떤 화학반응이 일어나야하는지를 이해하는데 도움이 될 것이다.




              금속은 저마다 이온으로 되려는 성질이 다르다.순서대로 나열하면 아래와 같다.

          K > Ca > Na > Mg > Al > Zn > Fe > Ni > Sn > Pb > (H) > Cu > Hg > Ag > Pt > Au


              따라서 전해질 수용액에 이온화 경향이 다른 2가지의 아연판과 구리판을 넣고 도선을 연결하면, 이온화 경향이 아연은 전자를

          금속판에 남기고 이온이 되어 용액 속으로 녹아 들어가고, 금속판에 남은 전자는 도선을 타고 이온화 경향이 작은 금속 쪽으로

          이동해 간다. 이 때 두 금속 사이에는 전압이 발생하는데 전압은 이온화 경향의 차이가 클수록 커진다.



          (-)극 반응 : Zn → Zn2+ + 2e-

          (+)극 반응 : 2H+ + 2e- → H2 



               지는 화학적 또는 물리적 반응을 이용하여 전기에너지를 얻는 직류전원이 있으며 현재 실용화되어 있는 전지는 화학적 방법에

          의한 것이 대부분이고, 물리적인 전지는 특수한 분야에서만 사용되고 있다.화학적인 전지는 1차 전지와 2차 전지로 나누어진다.

          1차 전지는 작용물질을 전극 가까이에 미리 넣어 두고, 이 물질의 화학변화에 의해 생기는 전기에너지를 이용하는 것으로, 

          작용물질의 화학변화가 끝나면 수명을 다하여 재생할 수 없게 된다. 이것에는 많은 종류가 있는데, 건전지로서 널리 사용된다. 

          2차 전지는 전기에너지를 방출하여 작용물질이 변화한 후 전지에 전기에너지를 공급, 즉 충전함으로써 작용물질이 재생되어 

          이를 되풀이할 수 있는 것으로, 축전지로서 많이 사용된다.


               1차 전지의 대부분은 음극에 아연,양극에 카본, 전해액으로 염화암모늄·수산화나트륨 등을 사용한 것이며, 1개의 기전력은 

          1.4∼1.7V이다. 가장 많이 보급되어 있는 것은 망간건전지인데,이것은 음극에 아연,양극에 카본, 전해액에 염화암모늄과 염화아연을

          사용하고, 감극제로서 이산화망간을 사용한 것이다. 이 밖에 소전지를 평판형으로 조립하고 이것들을 포개어 쌓아 전기적으로 직렬

          또는 병렬로 조합한 적층건전지가 있으며, 통신기용의 전원 등에 사용된다.건전지를 사용할 때의 주위온도는10∼30℃가 알맞고, 

          최고온도는 60℃로 보아야 한다. 또, 5℃의 저온에서는 용량이 줄고,-20℃ 정도가 되면 전해액이 동결하여 전지로서의 기능을

          잃게 된다.미사일이나 우주통신 등에 사용되는 것은 -20℃ 이하에서 사용할 수 있도록 만들어지고, 특수 전해액을 사용한 

          내한건전지도 실용화되고 있다.


               2차 전지로 가장 많이 사용되는 것은 납축전지이다.이것은 양극에 과산화납, 음극에 해면 상으로 만든 납, 전해액에는 비중 1.2∼1.3의

          황산을 넣은 것이며, 기전력은 약 2.1V, 방전시의 전압은 처음에는 약 2.0V, 방전 최종시에는 약 1.8V가 된다. 

          방전을 계속하면 양극이나 음극이 모두 황산납으로 이행(移行)하고, 충전하면 원래의 상태로 되돌아간다. 충전·방전의 횟수는 

          수백 회에서 1,000회 이상도 가능하다.


                물리작용에 의한 전지물리작용에 의한 전지의 예로는 태양전지를 들 수 있다.



           1.   물시계의 상품 포장모습이네요.


                                       


           2.   전체 부품을 확인합니다. 시계 몸체, 물통 두개, 전선, 아연과 구리막대


                                       


           3.   아연과 구리 막대를 물통의 뚜껑위에 각각 한 구멍에 넣습니다.


                                       


           4.   그리고 아래는 고정 핀으로 양 금속막대를 고정시킵니다.


                                       


           5.   물통에 음료수를 넣습니다.


                                       


           6.   두개의 물통에 액체를 넣고 시계 몸체에 세웁니다.


                                       


           7.   가운데 서로다른 막대를 전선으로 그림과 같이 연결합니다.


                                       


           8.   왼쪽에는 막대와 몸체의 양극에 전선을 연결합니다.


                                       


           9.   오른쪽은 막대와 몸체의 음극에 전선을 연결합니다.


                                       


           10.   그러면 시계의 계기판에 숫자가 나타나는데 이때 시계를 맞추면 되지요.


                                       



              계가 작동하기 위해서는 수분정도 필요하다. 수분이 지난 후에도 시계가 작동하지 않으면 전선이 바로 연결되었는지 확인한다. 

          전선이 이상이 없는데도 시계가 작동하지 않으면 시계가 작동하기에 충분한 전압(1.2볼트)이 만들어지지 않은 경우이다. 

          이는 물에 불순물이 너무 없는 경우이므로 한쪽의 전지에 레몬주스를 약간 넣어본다. 그래도 작동하지 않으면 나머지 한쪽의 전지에도

          레몬주스를 약간 떨어뜨려본다.


              계가 작동하는 시간이 짧으면 액체비누, 레몬주스, 케첩, 치약, 식초 등 다른 액체를 사용해서 해보자.

          이때 한쪽 전지에 위의 액체를 넣고 다른 전지에는 물을 1/4 채운 상태에서 실험을 하자. 

          전지가 작동하지 않으면 물의 양을 물의 양을 증가 시키면서 실험을 해보자.
          물을 증가하여도 전기가 흐르지 않으면 물이 들어있는 전지에 레몬주스를 약간 떨어뜨려본다.
          물시계가 작동하기 위해서는 1.2 - 1.6볼트가 필요한데 같은 쪽을 물이 아닌 액체로 채울 경우 과도한 전류가 흘러서 시계에

          나쁜 영향을 주기 때문에 반드시 한쪽은 물을 사용해야 한다.

           

              연판이나구리판은 수세미 등으로 잘 닦고 주기적으로 물은 교환하여야 한다.





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