Roteiro de replicação – Forno Solar (2102)

Publicado em 25/10/2012 por natalia21

Colegio: Pedro II, U.C. – 1ª série – turma 2102

Alunas: Carolina Perez, Laryssa Faria, Nathália Andrade e Raquel Corteletti

Nº: 9, 16, 26 e 29

Data: 25/10/2012

 

Com o trabalho, foi possível aprendermos o que cada tópico tem a ver com seu funcionamento:

-Propagação Retílinea da Luz: É quando a luz solar se propaga dentro do corpo do forno.

-Reflexão Luminosa: Esse foi o objetivo da tampa, ela serviu pra refletir os raios solar, a fim de se propagarem no forno.

-Propagação de Calor: Foi quando o calor causado pela irradiação permaneceu no forno.

-Condução Termica: No trabalho foi usados artifícios que atraem calor, os condutores térmicos, no caso do forno, o alumínio e o papelão são condutores térmicos, ainda mais quando pintado de preto.

-Convecção Termica: A água do fundo aquecem primeiro e ficam “mais leves” do que a água da parte superior. Então a debaixo sobe e a água mais densa de cima desce. Ao descer essa água aquece e fica menos densa, então sobe criando assim as correntes de convecção. Com isso, o papel filme ou vidro, ficam embaçados ou se depender, ficam até com gotículas de agua.

-Irradiação: É quando os raios solares são refletidos pela tampa para dentro do forno, assim causando a irradiação.

– Estimar/quantificar grandezas físicas: Quando tiramos as temperaturas para saber qual foi o aumento de calor.

– Registrar/Reproduzir medições físicas: É sobre as grandezas físicas diferentes, no caso seriam as temperaturas e tempos diferentes, representadas no gráfico.

 

O gráfico a seguir representa o crescimento da temperatura do forno. Inicialmente, mediu-se a temperatura inicial do leite, 27°C, às 12h 26min, passando-se o tempo, mediu-se a temperatura do leite novamente, e resultou em 47°C, veja:

Análise final do trabalho:

Percebemos se o forno funciona quando descobrimos que a temperatura interna (do forno) é maior que a temperatura externa. A tampa do forno serve para que os raios solares sejam

refletidos para dentro do forno, assim causando irradiação, o que atrai calor. A tampa tem de estar para trás, em ângulo obliquo, para que a reflexão seja melhor. O vidro ou papel filme forma um efeito estufa, os raios solares que são enviados para dentro do forno, permaneçam lá dentro. O espaço entre as duas caixas, servem para que o calor permaneça dentro do forno. O jornal é isolante térmico, ou seja, ele faz com que o calor permaneça dentro do forno. O alumínio serve pra que haja correntes de luz dentro do forno e assim sempre tendo calor dentro do mesmo.

           

 

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Publicado em 2012, 2102 | Deixe um comentário

Forno Solar – Turma 2102

Publicado em 25/10/2012 por fisicafisicafisica

ROTEIRO DE REPLICAÇÃO – FORNO SOLAR

Colégio Pedro II- Unidade Escolar Centro

Disciplina:
Física

Professor:
Sérgio Lima

1º Ano E.M.

Turma:
2102

  Alunos:
Carolina Ribeiro, nº 8
Francyne Alves, nº 12
Matheus Brito, nº 21
Sthefanie Fernandes, nº 32

Materiais necessários para a montagem do forno:

  • Palito de dente
  • 2 caixas de papelão com dimensões diferentes
  • Fita adesiva
  • Jornal
  • 1 rolo de plástico filme (de cozinha)
  • 2 folhas de papelão grandes para fazer as      tampas com papel alumínio e laminado
  • 2 rolos de papel alumínio
  • Pedaço de papelão do tamanho do fundo da caixa  menor
  • Tinta em spray preto fosca
  • Pincel
  • Tintas coloridas para a decoração da caixa externa
  • Cola branca
  • Tesoura
  • Folha de papelão para adaptar como tampa
  • Panela
  • Uma caixa de isopor média

  • INTRODUÇÃO:

    Tivemos a oportunidade de, mais uma vez, realizar um projeto sustentável para entender melhor os conceitos físicos na prática.

    Como a radiação solar é uma fonte barata, eficiente e inesgotável de energia e calor, há um crescimento de projetos sustentáveis que procuram redirecionar essa energia para uso pratico, como por exemplo, a energia solar, aquecedores e fornos solares. Além do baixo custo, é importante ressaltar que estes não liberam gases tóxicos e inflamáveis na atmosfera, aumentando o seu potencial ecológico.

    Explicando suscintamente o funcionamento do Forno Solar: Os Raios luminosos que viajam do Sol à Terra atingem o forno solar que possue um receptor de radiação solar, responsável por aquecer o conteúdo deste. Dos raios que atingem a tampa do equipamento alguns refletem na agua contida no recipiente interno ao forno e retornam ao primeiro meio e outros refratam.  O próprio ar que fica entre as duas caixas desse sistema é utilizado como isolante térmico e aumenta a eficácia deste.

    Depois das longas jornadas á procura de caixas de papelão que se enquadrassem nos requisitos básicos, encontramos duas caixas (uma maior que a outra) e iniciamos o trabalho:

  • MONTAGEM:

    1-    Coloque as duas caixas viradas pra cima de modo que a menor fique centralizada sobre a maior e assim faça os traçados que determinariam o tamanho a ser cortado das as da tampa maior para a entrada da caixa menor.

    2-  Recorte as abas das duas caixas. Uma observação importante é que se deve colocar jornal ou isopor em baixo da caixa menor caso ela seja mais baixa que a maior.

    3-  Retire a caixa menor de dentro da maior e pinte de preto todo o interior das caixas. Depois coloque jornal para nivelá-las e revista com papel laminado que pode ser colado com fita adesiva.

    4-  Reserve essas duas caixas e comece as preparações para a montagem da tampa onde estará o papel laminado refletor e a tampa onde estará o plástico filme.

    5-  Corte uma grande “folha” de papelão nas dimensões da base da caixa maior (folha 1) e centralize a base da caixa menor em cima dela para delimitarmos o tamanho a ser recortado desta novamente e a reserve. Nessa folha coloque o plástico filme.

    6-    Corte uma segunda grande folha de papelão nas mesmas dimensões da folha 1, só que nesta não realize mais nenhum corte.  Nela coloque o papel laminado.

    7-    Cole a folha 2 de modo que esta forme um ângulo de no mínimo 90º com a folha 1 e que a parte de papel laminado esteja voltada a parte de papel filme.

    8-    No centro da caixa menor estará uma panela preta com água. Ela será aquecida pelo calor fornecido pela radiação solar diretamente e indiretamente através dos raios luminosos que refletem no papel laminado e refletem e refratam ao se encontrarem com ao agua e do próprio aquecimento do sistema pela radiação solar e o chão quente do pátio, onde será testado na escola.

    9-    Coloque a tampa que possue o plástico filme e a folha de papelão refletora e o forno já está pronto para ser testado.

DIFICULDADES:

As dificuldades enfrentadas foram recortar nas dimensões corretas e forrar as caixas com papel alumínio, porque este rasga e corta muito facilmente, portanto os passos que envolvam essas ações devem ser feitos com muita calma e cuidado. Aconselhamos a quem reproduzir esse trabalho a fazer as medições de cada parte das caixas e recortar o papel alumínio antes de cola-lo nelas. Assim se evita rasgar o papel no manuseio. Quanto os recortes, sempre faça uma linha nas caixas onde será cortado pra evitar erros nessa parte da montagem. Sempre faça tudo com muito cuidado, por mais que demande mais tempo, será mais seguro para você e seus colegas de trabalho.

REVISANDO CONCEITOS POR PARTES:

  • Caixa maior e caixa menor: Como foram pintadas de preto e revestidas com papel laminado, há uma absorção do calor da radiação que aquecerá o recipiente e reflexão dos raios luminosos para a agua da panela respectivamente realizados pela cor preta e pelo papel alumínio. O espaço de ar e jornal entre as caixas servirá de isolamento térmico, evitando que o calor se perca para o meio externo e fazendo com que se volte para a caixa menor.
  • Plástico filme: Servirá como um meio que possibilite que os raios luminosos passem, reflitam ao entrarem em contato com o papel laminado e refratem ao entrarem em contato com a agua, além de não deixar que o calor do sistema se disperse para o meio externo a ele.
  • Papel laminado e tinta preta: o papel laminado ajudará na reflexão da luz para o sistema e para a panela e a tinta preta no fundo da caixa menor absorve a energia solar intensificará o processo de aquecimento deste por meio da condução do calor que aquecerá a panela.
  • Os demais materiais participaram no processo de montagem do forno e do auxílio no funcionamento de algumas partes específicas, como um suporte para a tampa que ajuda na regulagem desta para o alcance de um ângulo que tenha uma maior incidência de raios solares.

Para um melhor efeito de comparação entre resultados e interpretação dos conceitos físicos, o nosso grupo elaborou dois projetos: um forno solar feito com duas caixas de papelão e um forno solar feito com uma caixa de isopor, que por ser um material isolante, já cumpriria a tarefa do espaço dado entre as duas caixas no primeiro forno.

A diferença entre eles na montagem seria que no forno de isopor só precisaríamos pintar a parte interna de preto e forrá-la com papel laminado, colocar a/as camadas de plástico filme sobre o vão da parte superior e fazer uma tampa com papel laminado na face que está para o plástico filme.

                                                                                                    Levantamento do Gráfico: Temperatura interna x Tempo de exposição

 

Como não temos as informações suficientes para fazer uma função da temperatura interna pelo tempo de exposição, fizemos meramente uma comparação com base na avaliação das medições, no gráfico e comparando o desempenho dos dois fornos constatamos que se colocássemos agua a 29ºC no forno de papelão este teria a capacidade de esquentar 13ºC por hora sob Sol forte, já que nas duas medições realizadas ( 12:50h e 14:00h) a agua subiu 16ºC de temperatura

Ɵi= 29ºC ; Ɵf= 45ºC ; ∆Ɵ= 16ºC

 

1h10/1=16/x

16º=1h10x

x= aprox.. 13,8º

 

 

 

Porém assim que o segundo forno solar (o feito de isopor) foi colocado para teste, houve uma diminuição da temperatura ambiente e o céu se tornou mais nublado que quando o primeiro forno foi colocado. Tal efeito temporal diminuiu a quantidade de calor recebida pelo sistema e alterou o resultado do experimento e este somente conseguiu fazer com que a agua do recipiente interno que estava inicialmente a 25º aquecesse somente 5,1ºC por hora de exposição.

Duração da exposição: de 13:30 à 14:40

Ɵi= 25ºC ; Ɵf= 31ºC ; ∆Ɵ= 6ºC

 

1h10/1=6/x

6º=1h10x

x= aprox.. 5,1º

  •                    FOTOS:

FORNO SOLAR – PAPELÃO

                                                                                                                               TINTA PRETA FOSCA – SPRAY

 

 

 

 

 

                                                                                                                         COMPONENTES DO GRUPO E FORNOS

                                                                                             JORNAIS E ESTRUTURA DE SUPORTE PARA A CAIXA PEQUENA  E NIVELAMENTO COM  A GRANDE

Licença : <a rel=”license” href=”http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/br/deed.pt_BR”><img alt=”Licença Creative Commons” style=”border-width:0″ src=”http://i.creativecommons.org/l/by-sa/3.0/br/88×31.png” /></a><br /><span xmlns:dct=”http://purl.org/dc/terms/” property=”dct:title”>Forno Solar</span> de <a xmlns:cc=”http://creativecommons.org/ns#” href=”http://aprendendofisica.net/rede/” property=”cc:attributionName” rel=”cc:attributionURL”>Matheus Brito, Sthefanie Fernandez, Carolina Ribeiro e Francyne Alves </a> é licenciado sob uma <a rel=”license” href=”http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/br/deed.pt_BR”>Licença Creative Commons Atribuição-CompartilhaIgual 3.0 Brasil</a>.<br />Baseado no trabalho em <a xmlns:dct=”http://purl.org/dc/terms/” href=”http://aprendendofisica.net/rede/” rel=”dct:source”>http://aprendendofisica.net/rede/</a>.<br />Perssões além do escopo dessa licença podem estar disponível em <a xmlns:cc=”http://creativecommons.org/ns#” href=”http://aprendendofisica.net/rede/” rel=”cc:morePermissions”>http://aprendendofisica.net/rede/</a>.

Publicado em 2012, 2102, CP2, Projetos-Aprendizagem | 1 Comentário

Roteiro de Replicação – Forno Solar (turma:2102)

Publicado em 25/10/2012 por lucascf

Colégio Pedro II – Unidade Escolar/Campus Centro
Prof: Sérgio Lima – Física
Projeto de Forno Solar

Integrantes do Grupo:

Angelo Neto – Nº 4

Lucas Figueiredo – Nº18

Matheus Tavares – Nº24

Rafael Evangelista  – Nº28

1. Forno Solar

1.1 Materiais necessários
1.2 Modo de Construção
1.3 Física no aquecimento da substancia
1.4 Gráfico
2. Considerações finais
2.1 Vídeo Aula

1. Forno Solar:
Maneira ecológica e eficiente de aquecer uma substancia através dos Raios Infra vermelhos. Esse projeto não necessita de nenhum tipo de combustível; depende apenas de boa insolação, ou seja seu custo é baixo, usando materiais que são encontrados facilmente em seu dia-a-dia.

1.1 Materiais necessários (fonte: http://solarcooking.org/portugues/minimum-pt.htm)
– Duas caixas de papelão (uma maior e outra menor).  Qualquer tamanho funcionará, porém sugerimos que use como caixa menor algo entre 30 e 40cm (tanto de largura quanto de comprimento). Já a caixa maior precisa ter no mínimo de diferença de largura 2.5cm, pra que haja um espaço entre as duas caixas
– Um pedaço/folha de papelão para fazer a tampa do forno (deverá ter aproximadamente um cm a mais que a caixa menor)
– Folhas de Jornal Amaçada para fazer o isolamento térmico entre as caixas
– Uma superfície translucida (transparente). Aconselhamos usar o vidro, pois na medição é mais pratico para remover e colocar de volta no lugar, mas se quiser pode usar plastico filme (aquele de cozinha)
– Um rolo de papel alumínio
– Tinta Preta (não toxica e não inflamável, quantidade variável
– Cola e pincel
– Substância a ser aquecida e Recipiente de preferencia panela

1.2 Modo de Construção

– Coloque a caixa de dentro em cima e trace uma linha em volta da caixa por cima da caixa de fora. Corte junto a linha.
– Profundidade: sendo no mínimo 2,5cm maior que a maior panela e 2,5cm menor que a caixa de fora.
– Cole o papel alumínio dentro das caixas
– Pinte a caixa menor em sua parte externa
– Pinte externamente e internamente a caixa maior
– Espere Secar as duas caixas
– Encha a caixa maior de jornal amassado/qualquer outro isolante térmico (Ex: Isopor), de modo que tanto o fundo quanto os lados da caixa maior precisam ser preenchidos.
– Encaixe a caixa menor dentro da caixa maior
– Corte a folha de papelão com no mínimo o comprimento da caixa menor
– Pinte o verso da tampa
– Cole Alumínio na superfície que estará de frente para o vidro/plástico
– Faça dobradiças de papelão e para apoiar a tampe use um arame dobrado ou durex
– Cubra a caixa com o plastico somente se seu trabalho já estiver no colégio não se preocupe com isso em casa, para facilitar transporte, mas ainda aconselhamos usar o vidro por ser mais prático

      
1.3 Física no Aquecimento da Substancia
O forno recebe os raios Infra vermelhos diretamente e indiretamente para seu interior. Diretamente são os raios que penetram através dos vidros para o interior do forno, e indiretamente serão os raios que irão bater na tampa revestida de alumínio/espelho e serão refletidos para o interior do forno, onde o calor será mantido pela presença do vidro/plástico. A tampa deverá ser ajustada a um angulo maior que 90º, sempre procurando direcionar os raios solares para o interior do forno. O calor é conservado através do espaço onde o isolante térmico foi colocado (entre uma caixa e outra), fazendo que o aquecedor tenha um aquecimento constante. Logo sua eficiência é tão boa por ter duas formas de aquecer a substancia: por irradiação e por convecção.

     

1.4 Gráfico

 
2. Considerações finais:
Achamos o Trabalho bem fácil  pois o custo e mínimo e são matérias fáceis de encontrar (usamos no dia-a-dia). A construção também não é nada do outro mundo. Comparando com o Trabalho da 1ª certificação:  Mais chance de dar certo, mais fácil de montar, logo a nota será melhor, mesmo sabendo que o conhecimento que importa.

2.1 Vídeo Aula:

Tutorial de como montar o seu forno solar

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Publicado em 2012, 2102, Atividade-Alunos, Experimentos, Física, Projetos | Deixe um comentário

Roteiro de Replicação do Forno Solar – Projeto de aprendizagem 2

Publicado em 25/10/2012 por gabrielrtomaz

Colégio Pedro II – Campus Centro
Alunos:
Gabriel Romeo   n°10
Jamila Cezar       nº 14
Melissa Rusenhack    nº 22
Nathalie Andrade    nº 25

Materiais necessários:
– 2 caixas de papelão
– Um pedaço grande de papelão
– Cola Branca
– Tinta preto fosco
– Fita adesiva
– 1 rolo de papel alumínio
– Pincel
– Tesoura
– Jornal
– Vidro
– Faca ( na falta do estilete… )
Montagem do Forno (Passo a passo):
Construção da base:
1º Passo: Redução da altura da caixa maior, com a ajuda de um estilete, de modo que a distância de seu fundo ao fundo da caixa menor fosse de aproximadamente 3 cm, e suas bordas ficassem alinhadas.

2º Passo: Após reduzida, preenchemos a caixa com jornal até a altura de 3 cm. Introduzimos a caixa menor. Caso seja necessário, cortar as abas da caixa maior, até que fique no comprimento de 2,5 cm e 3 cm, tampando o espaço entre a caixa maior e a caixa menor.
3º Passo: Revestir com papel alumínio todo o interior de ambas as caixas – inclusive as abas delas.

4º Passo:   Preencher os espaços entre as caixas com jornal – de preferencia amassados – . Dobrar as abas da caixa maior para dentro, tampando os espaços entre as caixas, e, em seguida, dobrar a aba da caixa menor para fora – Por cima da caixa maior – e cortar os espaços excedentes ao limite da caixa maior, ficando, assim, com tamanho de 2,5cm e 3cm.

 

5º Passo:   Com um pedaço a parte de papelão, faça paredes de reforço da caixa menor (interior) e revista-as com papel alumínio.

6º Passo:  Para fazer o “tabuleiro” que ficará no fundo da caixa menor – com outro pedaço a parte de papelão – faça um recorte do mesmo comprimento da base da caixa menor, envolva-o com papel alumínio (que conduzirá com mais eficácia o calor para a panela), e, em seguida pinte de preto fosco (com tinta a óleo) a superfície que ficará para cima.

                                               Construção da tampa:

 

1º Passo: Com o pedaço de papelão a parte – maior que a base da caixa maior – usar a caixa maior como molde, e traçar linhas para marcar seu contorno.

2º Passo: Em seguida, com distância de 2,5cm e 3cm da caixa maior traçar o contorno da caixa menor.

3º passo: Cortar 3 lados do contorno da caixa menor e deixar um lado que possa levantar para que sirva como refletor e continue preso a caixa.

4º Passo: Dobrar as laterais exatamente no contorno da base maior. Para que fique presa, junte-as com fita adesiva, de modo que pareça uma tampa de caixa de sapato.

5º Passo: Revestir a parte que servirá de refletor com papel alumínio. Em seguida colocar uma placa de vidro de dimensões iguais aos da caixa maior em cima da base e encaixar a tampa.

Para testar o forno, foi colocado água à 25°C no horário de 12 horas e 20 minutos. O forno ficou em exposição ao Sol até as 14 horas e 40 minutos, com o tempo fechado, e esquentou 20°C, atingindo a temperatura de 45°C em 2 horas e 20 minutos. Portanto, considerando que o crescimento da temperatura em função do tempo em minutos foi constante, temos:
– a variação da temperatura: 20°C
– a variação do tempo: 2h e 20 minutos = 140 minutos.
Logo a cada 10 minutos a temperatura aumenta aproximadamente 1,4 °C.

Gráfico :

Benefícios de um forno solar : Além de ser econômico, ele preserva o meio ambiente usando energia solar – abundante na Terra -, serve como fonte de calor e não polui a atmosfera com o dióxido de carbono, ou quaisquer outros gases responsável por absorver calor, aumentando a temperatura terrestre .

Licenciado sob uma licença: <a rel=”license” href=”http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/deed.pt_BR”><img alt=”Licença Creative Commons” style=”border-width:0″ src=”http://i.creativecommons.org/l/by/3.0/88×31.png” /></a><br />Este obra foi licenciado sob uma Licença <a rel=”license” href=”http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/deed.pt_BR”>Creative Commons Atribuição 3.0 Não Adaptada</a>.

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