A Pilha de Daniell, também conhecida como pilha ou cela eletroquímica, que foi criada pelo químico e metereologista inglês John Frederic Daniell (1790-1845), é composta por um eletrodo negativo (ânodo) que cede elétrons para o eletrodo positivo (cátodo). Esta fora criada para suprir uma versão menos eficiente, tal essa criada por Alessandro Volta, conhecida como pilha voltaica ou pilha galvânica. Com base nos estudos feitos durante o último trimestre, pudemos nos aprofundar no “mundo das pilhas” e colocar em prática todas as teorias apresentadas na sala de aula. De mesmo modo, o desafio apresentado pela UTFPR (Universidade Tecnológica Federal do Paraná), nos proporcionou mais uma chance de pôr em prática os conhecimentos. Todo o processo foi acompanhado pelos professores de Química e Física do Colégio Estadual Campina da Lagoa, que deram suporte e sanaram as dúvidas dos autores do trabalho durante os experimentos.

Para produzir a pilha utilizamos como fonte de energia batatas doce, e como isolante, folhas de E.V.A. O processo de construção de nossa pilha ocorreu no dia 11/11/2021 durante as aulas de Física e Química baseadas teoricamente nas ideias do químico John Daniell. Para a construção e observação da mesma, dispomos dos seguintes materiais: batatas doces, E.V.A, moedas de cinco centavos, multímetro digital, eletrodos, fios de cobre, arruelas de zinco, cronômetro, ferro de solda, estanho, calculadora, led (vermelho e amarelo), faca, tesoura, prendedor de papel, sal, esponja de aço e régua, para medir as batatas e cortá-las em pedaços de três centímetros. Como na figura a seguir:Na montagem da pilha, o E.V.A foi cortado do mesmo tamanho das fatias de batatas para que pudéssemos isolar eletricamente e não haver contato entre as pilhas. Em seguida, os fios de cobre foram soldados com estanho, e também, as arruelas de zinco para facilitar as conexões, sendo estas colocadas na alta extremidade, juntamente às moedas de cinco centavos que se tornaram os eletrodos positivos de todo o projeto. Desse modo, ligamos os eletrodos positivos aos eletrodos negativos, resultando assim, uma ligação em série. Após a montagem da pilha, medimos a ddp (diferença de potencial), a chamada de tensão, entre os polos positivos e negativos, e obtivemos 5 volts. A primeira conexão foi realizada em uma calculadora, ao 12h13, que ficou por 1 hora e 13 minutos ligada, sendo desligada apenas para a conexão de outro aparelho, medindo 3 volts ao final. Para a testagem de outro aparelho, foi necessário a oxidação dos eletrodos com a esponja de aço, para que, atingíssemos um bom resultado. Ao testar um relógio de ponteiro e um mouse, notamos que a voltagem da pilha não foi suficiente para ligá-los. Testamos também dois leds de cores distintas que possuem voltagens diferentes. Utilizamos um led vermelho que necessita de uma voltagem de 2,0V, e um led amarelo, de 1,8V, que foram soldados e ligados em série a uma duração de 13 minutos e 17 segundos. Uma segunda calculadora dissemelhante foi testada ao final com a tensão de 4,08V que permaneceu ligada por 40 minutos consecutivos.

Pilha alternativa

Atividades STEM Brasil, Energias

02/2021 - 03/2021

energia, eletronicos, pilhas

Daniel Maggioni de Souza (Coordenador da Equipe)
Franciele terezinha scatacum (Professor Colaborador)
YASMIM CARDOSO DAMASCENO LIMA (Aluno Capitão)
BARBARA EMANUELLY DE MELLO BARBINELLI (Aluno)
JOAO FELIPE DE SOUZA (Aluno)
LUIZ GABRIEL SILVEIRA LEBRAO (Aluno)
THAIS DOS SANTOS CHAGAS (Aluno)

Colégio Campina da Lagoa, Campina Da Lagoa-PR

O projeto em questão abordou a construção de uma pilha alternativa, que tenha capacidade de ligar alguns equipamentos eletronicos.

Destarte os dados apresentados a partir do princípio do experimento, alguns questionamentos surgiram, acarretando com que, a equipe se dispusesse de mais testes a fim de alcançar pormenores resultados. Inicialmente a escolha da batata foi feita baseando-se nos resultância dos demais recursos testados anteriormente. Os testes iniciais com a pilha sendo montada verticalmente, assemelhando-se a uma torre, a fizeram cair, consequentemente, tivemos de pensar em outro meio de deixá-la inerte. A ideia da ligação em série surgiu para montagem de um sistema funcional entre os eletrodos positivos e negativos da pilha. Com intenção a iniciar o experimento, nós tivemos que testar diferentes fontes de energia, como: batata inglesa, cenoura, melancia, todos com adição (ou não) de vinagre e sal. Os mesmos não apresentaram resultados relevantes para o experimento por não terem o mesmo potencial da batata doce. Portanto, a escolha foi feita com base em tais resultados. A duração do primeiro aparelho conectado à pilha foi suficiente para findar a concepção de que ela teria capacidade de ficar ligada por 10h (dez horas), caso pudéssemos observar tal fenômeno, porém devido as condições e ao tempo curto, decidimos desconectá-lo para fazer a testagem de outro aparelho. Posteriormente, as dúvidas iniciais foram sanadas conforme prosseguíamos com o estudo. Ao final dos testes a capacidade da pilha estava em 3,46 volts, à vista disso, podemos sustentar e manter a estimativa de que ela teria eficiência para mais ficar mais tempo ligada.

CONSIDERAÇÕES FINAIS Podemos concluir que a voltagem produzida pela pilha teve capacidade de sustentar quatro aparelhos, sendo eles: duas calculadoras que diferem entre si e dois leds nas mesmas condições, na primeira calculadora, obtivemos uma duração de 1h13m58s (uma hora treze minutos e cinquenta e oito segundos), já na segunda, um total de 40m (quarenta minutos), por conseguinte, os leds foram sustentados por 13m17s (treze minutos e dezessete segundos). Em outros dois casos a pilha foi incapaz de manter os aparelhos ligados, sendo eles: um relógio e um mouse, ambos sustentados na sua originalidade por uma única pilha do tipo AA. Tendo como base tais informações e realizando os cálculos de proporcionalidade, também concluímos que, esta mesma pilha teria capacidade de sustentar um carrinho e seu controle remoto se reproduzida em duas vezes, pois, para essa realização seriam necessários um total de 10 volts.

A duração do primeiro aparelho conectado à pilha foi suficiente para findar a concepção de que ela teria capacidade de ficar ligada por 10h (dez horas), caso pudéssemos observar tal fenômeno, porém devido as condições e ao tempo curto, decidimos desconectá-lo para fazer a testagem de outro aparelho. Posteriormente, as dúvidas iniciais foram sanadas conforme prosseguíamos com o estudo. Ao final dos testes a capacidade da pilha estava em 3,46 volts, à vista disso, podemos sustentar e manter a estimativa de que ela teria eficiência para mais ficar mais tempo ligada.

FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. “Pilha de Daniell”, Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/pilha-de-daniell.htm.. Acesso em 14 de novembro de 2021.