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

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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
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3. A CHE COSA SERVE?
Con i più semplici forni solari possiamo cuocere
cibi semplici e in piccole porzioni senza
fatica, senza consumare combustibile.
Le cotture possibili sono quelle lunghe e a bassa
temperatura.
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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
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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
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6. COME SI COSTRUISCE?
ASSEMBLAGGIO
1. Rivestire l’interno delle scatole con alluminio usando colla
atossica
2. Collocare la scatola piccola al centro di quella grande e (per
evitare dispersioni di calore) distanziarla dal fondo con 4
piedini di cartone
3. Costruire il coperchio usando il cartone (1x1m) e (per
evitare che il vetro scivoli orizzontalmente) incollare sulla
parte superiore del coperchio 4 strisce di cartone
4. Tagliare al centro del coperchio un quadrato solo su 3 lati e
rivestirlo sulla parte inferiore di alluminio
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7. COME FUNZIONA?
ONDE ELETTROMAGNETICHE
La radiazione elettromagnetica proveniente dal Sole ha una parte visibile e una
parte non visibile.
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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.
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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)
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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.
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11. COME FUNZIONA?
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12. COME FUNZIONA?
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13. COME FUNZIONA?
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14. CHE COSA ABBIAMO FATTO?
Il giorno 15 marzo alle ore 13 abbiamo esposto il
forno al sole regolando il riflettore nel modo
migliore.
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).
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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
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16. Il FORNO DI TOPOLINO
MATERIALI:
• Cartone della pizza
• Alluminio
• Pellicola trasparente
• Cartoncino nero
Permette di riscaldare cibi
come pizzette, brioches…
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17. CASA E FORNO SOLARE
Il forno solare è un esempio di quanto accade in casa: ottimizzare la raccolta di energia
e minimizzarne le perdite.
La casa, come il forno, riceve la radiazione del sole, che al suo interno si trasforma in
calore.
Grazie a doppi vetri, pareti isolanti, finestre piccole... l’uscita e l’entrata del calore sono
rallentate.
Anche la casa deve essere ben orientata.
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