Electrolyte Herausforderung Orangensaft Vs

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Die Hersteller von Sportgetränken verbringen Dutzende bis Hunderte von Millionen Dollar Werbung für ihre Produkte jedes Jahr. Zu den Vorteilen oft in diesen Anzeigen gekennzeichnet ist die hohe Niveau Getränke von Elektrolyten, die Ihr Körper verliert, wie Sie schwitzen. In diesem Science-Projekt, werden Sie die Menge an Elektrolyten in einem Sportgetränk mit denen in Orangensaft zu vergleichen, um herauszufinden, welche mehr Elektrolyte die, die Sie verlieren aufzufüllen hat, wie Sie arbeiten oder Sport. Wenn Sie fertig sind, können Sie vielleicht sogar wollen Ihr eigenes Sportgetränk machen!

Um zu untersuchen, ob ein Sportgetränk mehr Elektrolyte als Orangensaft liefert.

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Einführung

"Mach es einfach!" Sie haben wahrscheinlich, dass Slogan gehört, und es gibt keinen Zweifel, dass gesund zu bleiben ist ein wichtiger Teil auszuüben. Aber die Ausübung verarmt die körpereigenen Vorräte an Flüssigkeit und Mineralien, die ersetzt werden müssen. Die meisten Experten sind sich einig, dass, wenn Sie in Licht beschäftigt sind Übung zu moderieren, ein oder zwei Glas Wasser trinken sollte es tun. Aber wenn Sie fleißig trainieren, müssen Sie auch einige der Salze ergänzen, die Ihren Körper durch Schweiß verliert. Diese Salze oder Elektrolyte. wird in den meisten Sportgetränken, und auch in natürlichen Säften wie Orangensaft gefunden.

Welche Vorteile hat ein Sportgetränk über Wasser haben? Wasser stellt die Flüssigkeit Sie Austrocknung vermeiden müssen, aber es muss nicht Elektrolyte. Ein Elektrolyt ist eine Substanz, die in Ionen in einer Lösung dissoziiert. Die Ionen in der Lösung geben ihm die Fähigkeit, Strom zu leiten. Elektrolyte wie Natrium und Kalium, vorhanden in Schweiß. Chlorid, Calcium und Phosphationen auch Elektrolyte.

Die richtige Konzentration von Elektrolyten in Ihrem Blut ist für Ihre Gesundheit unerlässlich. Ihr Herz-Kreislauf-und Nervensystem-um nur zwei benötigen Elektrolyten gut zu funktionieren. Unterschiede in der Konzentration von Natrium und Kalium innerhalb und außerhalb der Zellen erlauben, die Nerven und Muskelfasern elektrische Impulse zu senden (was, wie diese Zellen kommunizieren und den Körper zu reagieren, und zu bewegen).

Ihr Körper hält die Konzentration der verschiedenen Elektrolyten in seinen Flüssigkeiten in einem engen Bereich, und dieser Prozess ist abhängig von genügend Wasser und Elektrolyte raubend. Die Wartung von Elektrolyten in diesem engen Bereich ist aufgrund der Homöostasemechanismen des Körpers. die die Kontrolle der Absorption, Verteilung und Ausscheidung von Wasser und seine gelösten Elektrolyten.

Um die Elektrolyte in diesem Wissenschaftsprojekt zu messen, werden Sie mit einem Multimeter. Ein Multimeter ist ein elektronisches Gerät, die Spannung misst, Strom. und Widerstand. Sie können mehr über diese Begriffe in der Science Buddies Electronics Primer lernen. Für dieses Projekt werden Sie nur das Strommessgerät Teil des Multimeters. Ein Amperemeter misst Strom. Das Verfahren wird beschreiben, was Sie tun müssen, aber Sie können mehr darüber erfahren, was ein Multimeter ist und wie man in der Science Buddies Ressource zu nutzen, wie ein Multimeter verwenden.

Wie können Sie ein Strommessgerät verwenden, um die Konzentration von Elektrolyten zu messen? Sie verwenden sie Leitfähigkeit zu messen. die proportional zu der Elektrolytkonzentration. Da Elektrolyte Partikel geladen, die in Lösung Strom tragen, hängt die Leitfähigkeit der Lösung auf die Konzentration der Elektrolyte. Wenn Sie die Konzentration von Elektrolyten in einer Lösung zu erhöhen, erhöht die Leitfähigkeit der Lösung auch. Um einen Strom in den Lösungen zu messen, müssen Sie eine Spannung angelegt wird. Sie erhalten eine 9-Volt (V) Batterie verwenden, um die Spannung zu versorgen.

Das Symbol für Konduktanz G ist, und es wird in so genannten Siemens (S) gemessen wird. Das Symbol für Strom I., und es wird in Ampere (A) gemessen. gemeinhin als für kurze Ampere. Das Symbol für die Spannung V, und es wird in Volt (V auch abgekürzt) gemessen. die Konduktanz der Berechnung ist einfach-it der Strom durch die Spannung geteilt wird, wie in Gleichung 1 gezeigt.

Beachten Sie, dass Leitfähigkeit ist der Kehrwert des Widerstands, der in Ohm gemessen (ω, der Hauptstadt griechischen Buchstaben Omega). Das Symbol für den Widerstand R ist, so dass G = 1 / R (1 S = 1 / ω). Gleichung 1 ist nur eine andere Form des Ohmschen Gesetzes. die verwendet Widerstand anstelle der Leitfähigkeit: V = IR.

Schließlich messen Sie in diesem Projekt die Menge an Strom ist ziemlich klein. Das macht es bequemer Ihre Messungen in Milliampere zu nehmen (mA). Tausendstel eines amp; oder Mikroampere (uA). Millionstel amp. Doch bevor Sie Ihren aktuellen Messwert in Gleichung 1 stecken, müssen Sie die Messung zurück zu Ampere konvertieren. Das Verfahren wird erläutert, wie dies zu tun.

Tabelle 1. Elektrische Variablen, deren Einheiten und Abkürzungen.

Begriffe und Konzepte

• Elektrolyt
• Dissoziieren
• Ion
• Lösung
• Verhalten Strom
• Elektrizität
• homöostatische Mechanismus
• Multimeter
• Spannung (V)
• Strom (I)
• Widerstand (R)
• Amperemeter
• Konduktanz (G)
• Proportional
• Siemens (S)
• Ampere oder Ampere (A)
• Volt (V)
• Ohm (ω)
• Ohm'sches Gesetz
• Milliamp (mA)
• Microamp (uA)
• Offener Kreislauf
• Kurzschluss
• Elektrolyse
• Verdünnen

• Was Elektrolyte in Ihrem Körper?
• Welche Vorteile Sportgetränke oder Säfte haben über Wasser in Bezug auf Elektrolytgehalt? Warum ist das wichtig für anstrengende Übung?
• Gibt es andere Gründe, neben Elektrolytgehalt, dass Sie eine bestimmte Getränk für bevor holen würden, während oder nach dem anstrengenden Übung? Zum Beispiel haben viele Säfte relativ hohe Mengen an Kohlenhydraten, die Kalorien und erfordern zusätzliches Wasser zu verdauen hinzuzufügen. Bestimmte Getränke möglicherweise mehr sauer und verärgert Magen leichter. Welche anderen Faktoren sollten Sie berücksichtigen, wenn Sie einen Drink Kommissionierung?
• Was sind die Mengen an Kalorien, Natrium, Kalium und Kohlenhydrate in einer Portion (8 Unzen [Unze.]) Orangensaft? Wie vergleicht diese mit Sportgetränken?

Literaturverzeichnis

Versuchsdurchführung

Einen einfachen Leitwertsensors

1. Schneiden Sie ein 5 cm (2 Zoll) großes Stück aus dem Trinkhalm.
2. Geschnitten, um zwei Stücke aus Kupferdraht, die jeweils etwa 12 cm (5 Zoll) lang.
3. Wickeln, die beiden Drahtstücke um jedes Ende des Strohhalms, so dass 5 cm Schwanz von Draht, wie in Abbildung 1 dargestellt.
   1. Achten Sie darauf, die Drähte fest um das Stroh wickeln, damit sie nicht hin und her schieben.
   2. Achtung: Stellen Sie sicher, dass die beiden Drähte nicht berühren. Der Leitfähigkeitssensor funktioniert nicht, wenn die Drähte berühren, und berühren Drähte die Sicherung in Ihrem Multimeter blasen.

Einen Leitwert Messkreis

1. Die Multimeter-Sonden, wie in Abbildung 2 dargestellt.
   1. Vorerst stellen Sie sicher, mittlere Drehscheibe Ihren Multimeters in der Position „AUS“ ist.
   2. Die schwarze Sonde in den Anschluss mit der Bezeichnung „COM“.
   3. Stecken Sie die rote Sonde in den Anschluss mit der Bezeichnung „VωMA“.

1. Bauen Sie Ihre Schaltung in den Figuren als 3 und 4. Es gibt einige wichtige Hinweise, bevor Sie beginnen.
   1. Wichtiger Hinweis: Nicht exponierte Metall aus den verschiedenen Krokodilklemmen oder Sonden oder den Leitwertsensors Drähte lassen, einander direkt berühren. Dies wird einen Kurzschluss erzeugen, die Ihren Multimeter durch Ausblasen der Sicherung beschädigen könnten. Halten Sie immer die verschiedenen Drähte in einem sicheren Abstand voneinander entfernt, wie in Abbildung 4. Ihren Multimeters Drehknopf in der Position „OFF“ zu halten, wenn sie nicht in Gebrauch wird auch auf zufällige Beschädigungen zu verhindern.
   2. Achten Sie stets darauf, die Krokodilklemmen an den freiliegenden Metallteile von Sonden oder Drähte, nicht auf die farbige Isolierung verbinden. Das ist einfach, mit den Multimeter-Sonden zu tun, da die Metallspitzen ziemlich groß sind, kann aber mit der Batterieschnappverbindung, da die freiliegenden Metallteile an dem Enden der Drähte sind recht klein schwierig sein. Wenn Sie eine Verbindung anstelle des Metalls Isolierung, wird Ihre Schaltung nicht funktionieren.
   3. Ihr Arbeitsbereich kann mit allen Drähten chaotisch. Sie können sie benutzen Twist Bindungen zu bündeln und Ihren Arbeitsbereich sauberere zu halten, wie in Abbildung 4. Dies hilft Ihnen auch, die Metallteile stoßen nicht ineinander, indem sichergestellt Kurzschlüsse zu vermeiden.
   4. Schließen Sie den Schnappverbinder an die 9-V-Batterie.
   5. Mit der roten Krokodilklemme der roten Multimeter Sonde mit dem roten Draht von der Batterie Schnappverbinder zu verbinden.
   6. Verwenden Sie die schwarze Krokodilklemme die schwarze Multimeter Sonde an einen Draht des Leitwertsensor zu verbinden.
   7. Mit der grünen Krokodilklemme der schwarze Leitung von der Batterie Schnappverbindung mit dem anderen Draht des Leitwertsensor zu verbinden.

1. Doppelklicken überprüfen Sie Ihre Verbindungen sicherstellen, dass sie jene, die in den 3 und 4 entsprechen, bevor Sie fortfahren.
2. Beachten Sie, dass dies wegen der Lücke zwischen den Drähten gewickelt um das (nicht leitend) Stroh ein offener Stromkreis ist. Sie werden die Elektrolyte in den Lösungen verwenden, um den Stromkreis zu schließen. Die Menge an Strom, der fließt, ist proportional zu der Elektrolytkonzentration.

Einrichten Ihre Testlösungen

Messen der Konduktanz

1. Stellen Sie Ihren Multimeter Gleichstrom im 200 uA Bereich zu messen. Dies ist der grüne „200μ“ auf dem rechten oberen Teil des Multiwahl, wie in Abbildung 5 dargestellt Dies ist eine Hochempfindlichkeitseinstellung, dass Sie nur destilliertes Wasser zu messen, werden verwendet werden, die als die anderen Flüssigkeiten weniger leitfähig ist.

Fehlerbehebung

Variationen

• Versuchen Sie, andere Sportgetränke und Säfte.
  1. Was ist die Leitfähigkeit von frisch gepressten Orangensaft?
  2. Was ist mit der Leitfähigkeit von Limonade?
• Versuchen Sie Ihren eigenen Sportgetränk zu machen, mit Orangensaft beginnen. Wenn die Kohlenhydrate in der Orangensaft höher sind, als sie in der Sportgetränk sind, verdünnen Sie den Saft mit destilliertem Wasser, so dass die Kohlenhydrate in etwa gleich sind, wie sie in der Sportgetränk sind. Wie wirkt sich die Leitfähigkeit des verdünnten Saft zu dem des Sportgetränk vergleichen?
• Standardisiert Ihre Lesungen, mit Leitungswasser als Referenz. Teilen Sie alle aktuellen Messungen für jeden Versuch durch die aktuell Sie für das Leitungswasser gemessen. Leitungswasser eine Leitfähigkeit von 1,0 hat. Die Fruchtsäfte und Sportgetränke werden dann Leitfähigkeiten haben, die ein Vielfaches des Leitungswassers der Leitfähigkeit sind.

Häufig gestellte Fragen (FAQ)

F: Ich bin nicht sicher, ob mein Multimeter richtig eingerichtet ist. Wie sollte es so konfiguriert werden?

F: Mein Multimeter immer liest 00.0 wenn ich versuche, Strom zu messen. Was mache ich falsch?

F: Was bedeutet es, wenn ich einen negativen Strom Lesen auf meinem Multimeter bin immer?

F: Warum sind meine Multimeter Lesungen nach oben und unten gehen?

F: Die aktuellen Messwerte auf meinem Multimeter scheinen für alle meine Proben sehr gering, und es gibt nicht viel Variation zwischen ihnen. Was soll ich machen?

F: Ich bin nicht sicher, ob die Werte, die ich bin immer korrekt sind. Wie soll ich meine Berechnungen werden machen und was ist der Bereich, der meine Ergebnisse wahrscheinlich fallen wird?

A: Wenn Sie Ihre Maße nehmen die 200 mA Einstellung verwenden, Ihre aktuellen Messwerte werden in Milliampere (mA) sein. Wenn Sie die 200 uA Einstellung mit dem destillierten Wasser verwendet, Ihre aktuellen Messwerte werden in Mikroampere (uA) sein. Für dieses Experiment aktuelle Messwerte im Bereich von 0 (für destilliertes Wasser) bis 100 mA (für die anderen Flüssigkeiten) erwartet.

Um die Leitfähigkeit Ihrer verschiedenen Proben zu berechnen, verwenden die Gleichung 1 aus der Einleitung. Konvertieren Sie Ihre aktuellen Messwerte von Mikroampere oder Milliampere bis Ampere, wie in Schritt 16 des Verfahrens beschrieben. Teilen Sie diese durch die Spannung der Batterie (die sollte etwa 9 V, sein, aber Sie können dies mit Ihrem Multimeter messen um sicher zu sein, wie in dem vierten Aufzählungspunkt unter „Mein Multimeter immer liest 00.0 wenn ich versuche, Strom zu messen. Was bin ich falsch? "). Dies wird Ihnen Leitfähigkeit in Siemens (S), mit dem Sie Millisiemens durch Multiplikation mit 1,000 umwandeln kann.

F: Warum ist es wichtig, eine Bewegung der Drähte auf dem Leitwertsensors zu halten?

F: Was ist der Zweck, den Sensor in destilliertem Wasser getaucht? Soll ich das destillierte Wasser zwischen den Tests ersetzen?

F: Wie kann ich feststellen, ob ich die Sicherung in meinem Multimeter blies?

F: Mein Multimeters Bildschirm gerade bleibt leer, wenn ich es einschalten. Ist es kaputt?

Fragen Sie einen Experten

Die Fragen Sie einen Experten Forum soll ein Ort sein, wo die Studenten gehen können Antworten auf Fragen der Wissenschaft zu finden, dass sie nicht in der Lage gewesen, auf die Verwendung anderer Ressourcen zu finden. Wenn Sie Fragen zu Ihrem Projekt Science Fair oder Wissenschaft fair, unser Team von freiwilligen Wissenschaftlern helfen kann, haben. Unsere Experten werden die Arbeit für Sie nicht tun, aber sie werden Vorschläge, bieten Beratung machen, und die Fehlerbehebung erleichtern.

Wenn Sie ein Kit für dieses Projekt von Science Buddies erworben haben, freuen wir uns, jede Frage zu beantworten nicht oben durch die FAQ gerichtet.

In Ihrer E-Mail, folgen Sie bitte folgenden Anweisungen:

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