Aprendendo Física em Rede

Colégio Pedro II – Campus Centro

Roteiro – Forno Solar                    Ano Letivo: 2014

Professor:  Sérgio                           Turma: 2102                      Série:  1° ano do Ensino Médio

Alunas:

Joyce Rodrigues de Oliveira Cunha                        N°:20

Julianne de Brito                                                        N°: 21

Larissa Assis de Paula                                               N°: 22

Rebecca Nunes Rodrigues                                        N°: 31

• Roteiro de Replicação

Introdução:

Hoje em dia, diante de tantos avanços tecnológicos, temos diversas formas diferentes de energias. Dentre as principais está a energia solar, que é uma energia proveniente da luz e do calor do sol. Para uma amostra de seu uso, foi proposto a confecção de um forno solar que detalharemos seus procedimentos a seguir.

Materiais usados:

• Papelão
• Jornal
• Isopor
• Plástico transparente
• Tinta preto-fosco
• Papel alumínio
• Vasilha preta (para colocar água).
• Papel decorativo
• Tesoura
• Estilete
• Cola

Montagem:

Semanas antecedidas ao trabalho, já com todos os materiais em mãos, começamos a confecção do forno solar.

1º Passo:

Pegamos o papelão e confeccionamos 2 caixas com tamanhos diferentes com a ajuda do estilete e da cola, com aproximadamente  5cm de diferença entre elas na largura e no comprimento, para que uma seja a caixa maior e a outra a menor.

2º Passo:

Pegamos a caixa de papelão maior e cobrimos o interior dela com papel alumínio para o calor não escapar.

3º Passo:

Colocamos a caixa menor dentro da caixa maior. Como tem tamanhos diferentes houve um espaço vazio entre elas. O espaço vazio entre as caixas foi preenchido com muito isopor e jornal para poder isolar bem o forno e impedir sua troca de calor com o ambiente.

4° Passo:

Após o isolamento ser feito, tampamos os espaços entre as caixas com tiras de papelão.

5º Passo:

Passamos cola em toda a caixa menor e cobrimo-la com papel alumínio.

6° Passo:

Depois de terminados todos esses passos nós fizemos uma tampa pra a caixa maior. Foi essa tampa que nos serviu de refletor. Cortamos essa tapa com 3 cm afastado na aresta.

7° passo:

Cobrimos o refletor também com papel alumínio.

8° passo:

Na abertura da caixa menor, colocamos o plástico transparente. Esse plástico serve para que os raios que entraram na caixa não saiam dela, ou seja, cria um efeito estufa.

9º passo:

Cortamos um pedaço de papelão do tamanho da base da caixa menor, o que nos serviu de tabuleiro.

10º passo:

Cobrimos esse pedaço  com alumínio e pintamos de preto, em seguida, colocamos dentro da caixa menor.  A cor da tinta, preta, serve para absorver mais o calor.

11°passo:

Com o papel decorado, decoramos o forno para que ficasse mais bonito (o que não muda o desempenho do forno)

Testagem:

Testamos o trabalho logo em seguida, aproveitando que o dia estava bem ensolarado, em menos de 20 minutos a água que estava dentro do potinho já estava muito quente.

No dia do trabalho…

Nosso forno solar no dia do trabalho chegou a 58°C, podendo chegar a uma temperatura bem mais elevada dependendo da temperatura do dia.

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Colégio Pedro II- campus centro

Trabalho de Física em grupo. Turma 2018.

Integrantes:

João Pedro Pedroza Cabral dos Santos– Nº 12

Leonardo Barbosa de Oliveira– Nº 16

Lucas Oliveira Pinhel– Nº 21

Lyandra Paredio de Lima– Nº 20

MATERIAL:

Plástico PVC, Papel alumínio, duas caixas de papelão (uma menor que a outra 4 cm, tanto dos lados como em baixo), cola quente, fita adesiva, estilete, tesoura, uma vareta, jornais, tinta preta, um recipiente (de preferência de metal).

MONTAGEM:

1-Pegue as duas caixas de papelão, do mesmo formato e com a distancia de pelo menos de 2,5 a 4 cm de diferença em baixo, e dos lados. Se não houver, desmonte uma das caixas e recorte nas arestas e depois cole novamente a fim de deixa-las no padrão.

2- Forre e cole o papel alumínio na parte interior da menor caixa.

3- Agora faça quatro bases com um rolo de plástico PVC (não jogue fora o plástico) cortando-o com a distância padrão indicada no tópico anterior e separe.

4- Cole as bases dentro da caixa maior, no fundo, de modo que sirva como “pés” para a caixa menor.

5-Pique os jornais e coloque no fundo da maior caixa (onde há as bases) de modo a forrar todo o fundo. Não use todo o jornal.

6- Cole a caixa menor nas bases.

7- Pegue um pedaço de papelão, ou a tampa de uma das caixas (ou aba), para fazer a tampa do forno. Cubra e cole esta também com papel alumínio.

8-Pegue os jornais picados restantes e coloque-os na parte em que há espaço entre as duas caixas, de modo em que não haja nenhum espaço.

9- Coloque a tampa do forno. Coloque a vareta de modo que a tampa fique inclina para refletir os raios solares.

10- Pinte de preto a parte de fora do forno

Ao final o seu forno deverá estar assim

Nota: o objeto dentro do forno foi o recipiente usado para aquecer a água.

FUNCIONAMENTO:

Você poderá por qualquer tipo de coisa para aquecer dentro do forno, no nosso caso foi aquecida água dentro de um recipiente de metal.

Coloque água no recipiente e o ponha dentro do forno, de modo que a luz do sol refletida pela tampa chegue até ele. Feito isso, vede a parte aberta das caixas com papel PVC (papel filme). Isso impedira que o calor irradiado pelos raios solares saia do forno, coloque a tampa e espere (de modo que reflita a luz do sol ao recipiente).

Os raios solares iram bater na tampa, serão refletidos para o interior do forno e chegarão ao recipiente, e não irão sair por conta do papel filme.

Nosso forno foi posto ao Sol no horário de 12h00min e teve sua medição às 13h55min, tendo feito a água ir de 25° C (temperatura inicial) a 60°C (temperatura final).

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Colégio Pedro II – Campus Centro
Aluno: Gabryel Pereira    Nº: 13            Turma: 2102
Aluno: João Vitor Gomes Nº: 18

Para fazermos nosso forno solar usamos:
1 caixa com 38cm de largura x 22cm de altura
1 caixa com 20cm de largura x 12cm de altura
1 rolo de papel alumínio
1 rolo de filme plástico
1 tesoura
1 fita isolante
1 tubo de cola
1 spray de tinta preta
Muitos jornais
1 estilete
1 folha de papelão

Usamos as 4 tampas da caixa maior para fazer uma aba para caixa, prendendo uma a outra com fita isolante.

Colamos o papel alumínio no interior da caixa maior e em uma parte da aba com cola.

Pintamos o exterior da caixa maior, a outra parte da aba e o interior da caixa menor com o spray. (O exterior da caixa menor não pintamos porque já era preto).

Até ai fizemos tudo baseado em um vídeo que vimos no youtube, só depois que se fizéssemos como no vídeo não teríamos como colocar e tirar qualquer coisa, porque no vídeo o filme plástico era colado direto na caixa maior. Então resolvemos fazer uma tampa para colarmos o filme plástico.

Vídeo: http://www.youtube.com/watch?v=x_dOXCPAT7c

Pra fazer a tampa usamos a folha de papel e cortamos 3 pedaços proporcionais aos lados da caixa, dobramos e colamos. Depois disso colamos o filme plástico sobre a abertura.

Usamos umas caixas de remédios para fazer os apoios para caixa menor, colamos os apoios nela e colocamos a caixa menor com os apoios dentro da caixa maior.

Depois disso testamos o nosso forno colocando-o com uma vasilha de porcelana sobre o sol às 15h de um domingo. Infelizmente não deu muito resultado.

Analisando o resultado, percebemos que esquecemos de usar algo para isolar o calor. Pegamos muitos jornais, cortamos e fizemos muitas bolinhas de papéis. Colocamos entre a caixa maior e a caixa menor para isolar calor.

Como já era de noite resolvemos deixar para testar na segunda (Um dia antes do trabalho). Infelizmente segunda não fez sol.

No dia do trabalho, discutimos que a nossa tampa estava deixando muito calor escapar pelo lado da aba com papel alumínio e resolvemos fazer outra. Para fazermos uma tampa mais eficiente, cortamos a aba que estava colada a caixa maior, pedimos um pedaço de papelão na cantina, colamos um pedaço de papelão na tampa fazendo com que ela fechasse completamente e depois colamos a aba na tampa.

Colocamos nosso forno às 12:30 no pátio, com um potinho de metal dentro com um pouco de água, constando que as águas em temperatura ambiente mediam 25ºC e aproximadamente às 14:00 o professor Sérgio mediu a temperatura da água que constava estar à 52ºC. Gráfico abaixo:

Nossa Teoria sobre o aquecimento da água gerado no forno solar é porque os raios solares chegam diretamente à caixa menor ou batem sobre a aba de alumínio que reflete os raios para dentro da caixinha, através de dois fênomenos denominados de irradiação e propagação retilínea da luz. A caixa absorve toda luz por termos pintado ela de preta e esse calor absorvido é conduzido entrando em contato com o potinho de metal, calor conduzido através da condução térmica. O pote de metal e a água trocam calor e a água que está em mais contato com o metal que é a parte de baixo fica menos densa por causa da agitação mais intensa das moléculas e sobe, fazendo com que a água mais fria desça e depois se esquente, esse ciclo é denominado de convecção térmica.