Roteiro de Replicação – Forno Solar (turma:2102)

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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Projeto de Aprendizagem 2ª Certificação – Forno Solar

Colégio Pedro II- Campus Centro
Alunos: Gabriel Mendonça dos Santos Lima n°: 13           turma : 2102

Matheus Pereira nº : 23

O forno solar funciona de modo que  os raios infravermelhos que vêm junto com a luz solar seja retida pela tampa de papel filme ou vidro. Esses raios são refletidos pelas paredes de papel alumínio que percorrem todo o forno e aquecem o liquido ou o solido que há dentro dele. Mas para que serve o isolamento térmico? E a aba refletora? E o fundo preto? Bem, o isolamento térmico serve para que não haja perda do calor que há no forno. A aba refletora serve para refletir os raios solares, pois, como o sol está sempre se movimentando pode haver períodos do dia em que cheguem pouca radiação solar. Logo essas abas servem para potencializar a eficiência do forno. O fundo preto serve para absorver os raios solares que aumentam a temperatura deste e assim, por condução, aqueça o liquido ou solido. Os conceitos de física abordados são : formas de propagação do calor, condutibilidade térmica e reflexão.

Construção do forno
A construção do forno não é difícil, mas demora em torno de uma a duas horas. Os materiais são de fácil aquisição alem de serem baratos.
Materiais: duas caixas de papelão ( qualquer tamanho desde que uma seja maior que a outra)
Tinta preta
Pincel
Cola branca
Fita Durex
Tesoura ou canivete ou faca ( cuidado ao manusear)
Um rolo de papel alumínio
Papel filme
Obs: eu não botei quantidades especificas para alguns materiais porque estes dependem do tamanho das caixas.

1° passo
Cole com fita durex todas as junções das caixas maior e menor de modo a vedá-las.

2° passo
Faça cortes nas tampas da caixa maior com as dimensões da caixa menor. Esses cortes devem ser feitos um pouco rentes para o isolamento térmico funcionar. Se houver buracos, preencha depois com jornal para tampá-los. Na caixa menor preserve as abas pois essas serão usadas  no processo de montagem do forno mais a frente.
3° passo
Cole papel alumínio no interior das caixas. Na caixa de dentro cole papel alumínio na parte de fora, também.
4° passo
Para montar o forno deve se colocar uma caixa na outra. Se tudo foi seguido corretamente, as abas da caixa menor deverão ser coladas no resto da tampa da caixa maior para fixar a tampa menor. Depois disso veja se há buracos entre uma caixa e outra e se tiver siga o 1°pass. Deve se deixar uma das abas não colada preferencialmente para a confecção da aba refletora.
5° passo
Corte um pedaço de papelão do tamanho do fundo da caixa menor e pinte-o de preto. Este deverá ficar na caixa menor na hora de testar o forno.
6° passo
Agora deve se fazer a aba refletora que aumentará a eficiência do trabalho. Recorte um pedaço de papelão do tamanho da tampa da caixa maior e cole papel alumínio nela. Para uni-la ao forno cole a mesma na aba que não foi colada (conforme o 3° passo). Para a sustentação da aba em sua posição ideal pode se usar arame, palitos de churrasco, lixa de unha.
7° passo
A ultima parte consiste em colocar o papel filme ou vidro como tampa da caixa menor. Se for vidro basta colocar em cima da caixa. Se for papel filme, recorte um pedaço do tamanho ou maior que o da caixa menor e cole com fita durex.

Esse é um modelo de como montar o forno solar e, como modelo, está aberto a modificações que podem e devem ser feitas, pois há sempre o que melhorar.

Esse é um gráfico mostrando a funcionalidade do forno, mas apenas essa informação não é o suficiente para saber se o forno realmente funcionou. Mas a água, obviamente aqueceria menos ou ate diminuiria de temperatura se num copo d’água ao ar livre, pois, não possui os mesmos aparatos que o do forno.
Nesse gráfico a água aqueceu aproximadamente 0.78 °c por minuto.

 

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

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Colégio Pedro II, Unidade Escolar Centro.

Turma: 2108

Alunos: Karina Santiago, n° 37

Maria Júlia Santana, n°21

Nathalia Garcia, n°24

Rodrigo Reis, n°27

Wallace Araújo, n° 34

 

Materiais utilizados:

•Três caixas de papelão (duas usadas na base e uma usada na tampa)

•Papel Alumínio

•Cola de Isopor

•Jornal

•Tinta Preta

•Tinta Branca

 

Procedimento:

Base

1° Etapa: Serão necessárias duas caixas de papelão. Uma menor para que fique dentro da outra.

2° Etapa: É necessário botar o jornal entre uma caixa e outra e cobrimos de papel alumínio as duas caixas.

3° Etapa: Dobra-se as abas de forma que as duas caixas fiquem encaixadas.

 

Tampa:

4° Etapa: Para fazer a tampa, mede-se o tamanho da caixa e a abertura da mesma.

5° Etapa: É importante que se cole saco plástico próprio para cozinhar e se ponha um suporte.

Bandeja

6° Etapa: Para fazer a bandeja, basta recortar um pedaço de papelão do tamanho da tampa e pintá-lo de preto.

Com mais uns retoques e o forno está pronto!

 

 Gráfico da temperatura em função do tempo:

F(x)= 8x+28

Conceitos Físicos

A etapa do plástico ou vidro, para permite a entrada dos raios solares refletidos (Reflexão) pela parte erguida da tampa com papel alumínio, através do plástico ou vidro transparente que também tem como função impedir a saída desses raios de dentro do forno, já que e opaca ao raio perdendo calor; o espaço entre as duas caixas serviu para que fosse instalado um isolante térmico (o jornal) entre elas para impedir a perca de calor por condução entre o meio interno e externo.

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Roteiro de Replicação 2108

Rio de Janeiro, 25 de Outubro de 2012.
Colégio Pedro II – Campus Centro
Grupo: Dominique Santos  – nº 07
Ítalo Martins             – nº 13
Lucas Macedo        – nº 18
Natasha Lima         – nº 23
Su Li Hang               – nº 28
Turma: 2108       Professor: Sérgio

Material: – 2 Caixas de Papelão de Tamanhos Diferentes.
– 2 Folhas de Papelão
– Rolo de Papel Alumínio
– Vidro
– Super Bond
– Cola Branca
– Grampeador
– Durex
– Jornal
– Tinta Preta PVA Fosca
– Faca
– Pedaço de Arame
– Panela
– Água

Montagem: Primeiro pegamos a caixa maior, cortamos a tampa e forramos a parte de dentro da caixa com o papel laminado. Pegamos esta caixa e colocamos jornal na parte de dentro. Após este procedimento, pegamos a segunda caixa, a menor, e, sem cortar a tampa, forramos a parte de dentro, também com papel alumínio. Depois de forrada, colocamos a caixa menor dentro da caixa maior, em cima do jornal, para que não houvesse contato entre as duas caixas. E também colocamos mais jornais em volta, para facilitar, posteriormente, a condução de calor que ocorrerá. Dobramos a tampa da caixa menor para fora, de forma que ela encostasse na parte superior da caixa maior. Com a sobra da tampa, pegamos uma faca, e marcamos o limite da sobra, para que ela pudesse dobrar novamente para poder prendermos uma caixa a outra com grampeador. Assim é finalizada a base. Logo após, pegamos uma folha de papelão e cortamos no tamanho do “chão” da caixa menor. Ela servirá como um tabuleiro. Pintamos essa tabua de preto e colocamos sobre o fundo da caixa menor.
Para fazer a tampa pegamos uma folha de papelão e colocamos sobre a base. Marcamos as sobras da tampa com a ponta de trás de uma faca, para assim facilitar a dobragem. Dobramos as bordas para que ficasse no formato de uma tampa, grampeamos e colocamos durex para fixar melhor. Marcamos os limites da caixa de dentro e cortamos a tampa, para que tivéssemos uma aba na tampa, exatamente do tamanho da caixa menor. Cobrimos a parte de dentro da tampa com papel alumínio. Levantamos a aba da tampa e deixamos ela inclinada, colocando um pedaço de arame, em formato Z, para dar suporte. Colamos o vidro no lugar da tampa na parte onde a aba ficou inclinada, para podermos fechar a caixa por completo e fazer uma simulação de efeito estufa lá dentro. Pintamos a caixa e a tampa de preto para finalizar. Para a testagem utilizamos uma pequena panela, com água dentro, para podermos medir a variação de temperatura.

Temperatura Inicial: 23,5ºC
Temperatura Final: 41ºC
Variação de Temperatura: 17,5ºC
Tempo Inicial: 12h 44min
Tempo Final: 15h 20min
Variação de Tempo: 2h 36min
Temperatura Ambiente do dia 23/10/12: 26,5ºC
Media de Aquecimento: aproximadamente 6,73ºC/h
f(t) = 6,73t + 23,5ºC
Substância: Água

Direitos Autorais: O projeto é uma replica de um forno solar realizado por Dominique Santos, Ítalo Martins, Lucas Macedo, Natasha Lima e Su Li Hang, para a aula de física do ano de 2012, no Colégio Pedro II – Campus Centro. A utilização(não comercial) do projeto, após a apresentação, é autorizada ao professor Sérgio Lima, dentro ou fora do Colégio Pedro II. Toda e qualquer modificação ocorrida neste projeto é de responsabilidade dos alunos citados acima.

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