Forno solare

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Il lavoro presentato a Il Bottoni fa Scienza 2012 dalla 4A

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Forno solare

  1. 1. 1
  2. 2. CONTENUTI→ A che cosa serve?→ Che cosa deve fare?→ Come si costruisce?→ Come funziona?→ Che cosa abbiamo fatto?→ Il forno di Topolino→ Casa e forno solare 2
  3. 3. A CHE COSA SERVE?Con i più semplici forni solari possiamo cuocerecibi semplici e in piccole porzioni senzafatica, senza consumare combustibile.Le cotture possibili sono quelle lunghe e a bassatemperatura. 3
  4. 4. CHE COSA DEVE FARE?Il forno solare deve:• Raccogliere la radiazione solare e indirizzarla nel contenitore• Trasformare la radiazione in calore• Evitare dispersioni di calore 4
  5. 5. COME SI COSTRUISCE? MATERIALI• Scatola di cartone (50x50x25cm) • Foglio di cartone (1x1m)• Scatola di cartone (40x40x40cm) • Alluminio• Colla atossica • Forbici• Vinavil • Matite • Taglierino• Vetro (45x45x0.4cm) • Riga (50cm)• Teglia nera da forno (40x40cm) • Scotch 5
  6. 6. COME SI COSTRUISCE? ASSEMBLAGGIO1. Rivestire l’interno delle scatole con alluminio usando colla atossica2. Collocare la scatola piccola al centro di quella grande e (per evitare dispersioni di calore) distanziarla dal fondo con 4 piedini di cartone3. Costruire il coperchio usando il cartone (1x1m) e (per evitare che il vetro scivoli orizzontalmente) incollare sulla parte superiore del coperchio 4 strisce di cartone4. Tagliare al centro del coperchio un quadrato solo su 3 lati e rivestirlo sulla parte inferiore di alluminio 6
  7. 7. COME FUNZIONA? ONDE ELETTROMAGNETICHELa radiazione elettromagnetica proveniente dal Sole ha una parte visibile e unaparte non visibile. 7
  8. 8. COME FUNZIONA? INFRAROSSI Gli infrarossi corrispondono alla banda di lunghezza d’onda compresa tra 10-3 m e 7,5 ∙ 10-7 m. Siamo interessati alla radiazione infrarossa vicina al rosso (λ ≈ 10-6 m). Tutti i corpi emettono infrarossi. L’intervallo della lunghezza d’onda dell’infrarosso emesso dipende dalla temperatura del corpo: più un corpo è caldo, minore è la lunghezza d’onda dell’infrarosso emesso. 8
  9. 9. COME FUNZIONA? IRRAGGIAMENTO L’irraggiamento è il processo per cui l’energia si trasferisce per mezzo di onde elettromagnetiche nel vuoto o nei corpi trasparenti. Secondo la legge di Stefan-Boltzmann, la quantità di energia irraggiata nell’unità di tempo dipende strettamente dalla temperatura assoluta del corpo. • z = 5,67 ∙ 10-8 (costante di Stefan-Boltzmann) • 0 < e < 1 (dipende dalle caratteristiche della superficie del corpo) 9
  10. 10. COME FUNZIONA? Il Corpo nero Il corpo nero ideale è un corpo che assorbe tutte le radiazioni che riceve e di conseguenza le riemette tutte (e = 1). Il Sole è un buon corpo nero. 10
  11. 11. COME FUNZIONA? 11
  12. 12. COME FUNZIONA? 12
  13. 13. COME FUNZIONA? 13
  14. 14. CHE COSA ABBIAMO FATTO?Il giorno 15 marzo alle ore 13 abbiamo esposto ilforno al sole regolando il riflettore nel modomigliore. Abbiamo lasciato scaldare il forno a vuoto per circa 20 minuti. Pronte le meringhe, abbiamo inserito la teglia nel forno (la temperatura aveva raggiunto i 43 C). 14
  15. 15. CHE COSA ABBIAMO FATTO? Con un termometro a sonda abbiamo registrato le temperature ogni 5 minuti. ORA TEMPERATURA ORA TEMPERATURA 13.15 30°C 13.45 54°C 13.20 36°C 13.50 51°C 13.25 43°C 13.55 52°C 13.30 41°C 14.00 53°C 13.35 46°C 14.05 54°C 13.40 49°C 14.10 55°C 15
  16. 16. Il FORNO DI TOPOLINOMATERIALI:• Cartone della pizza• Alluminio• Pellicola trasparente• Cartoncino neroPermette di riscaldare cibicome pizzette, brioches… 16
  17. 17. CASA E FORNO SOLAREIl forno solare è un esempio di quanto accade in casa: ottimizzare la raccolta di energiae minimizzarne le perdite.La casa, come il forno, riceve la radiazione del sole, che al suo interno si trasforma incalore.Grazie a doppi vetri, pareti isolanti, finestre piccole... l’uscita e l’entrata del calore sonorallentate.Anche la casa deve essere ben orientata. 17

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