Colégio Pedro II – Campus Centro Física – Sérgio Lima
Alunos:
Filipe Tomé – 11
Gabriel Nunes – 14
Gustavo Campos – 15
Roberto Leo – 31
Turma: 2102 – 1º Ano
Forno solar:
Materiais necessários:
2 Caixas de papelão de dimensões diferentes (com pelo menos 2 cm diferença de comprimento e largura);
1 Folha de papelão;
Régua;
Estilete/Tesoura/Instrumentos de corte;
Papel laminado/Papel alumínio;
Papel filme;
Tinta preta;
Pincel;
Arame;
Lápis/Caneta;
Jornal velho;
Bandeja de alumínio (Preta ou pintada de preto) que caiba com folga na caixa menor;
2 Pedaços pequenos de madeira para apoiar a bandeja de alumínio;
Durex/Fita crepe;
Cola;
Recipiente metálico de cor preta.
Processo de montagem:
– Caixa menor:
1º – Retirar qualquer tipo de aba que a caixa possa ter;
2º – Colar papel laminado dentro da caixa até a metade de seu exterior.
– Caixa maior:
1º – Retirar qualquer tipo de aba que a caixa possa ter;
2º – Pintar o lado de fora da caixa de preto;
3º – Colar papel laminado dentro da caixa.
– Tampa:
1º – Cortar a folha de papelão um pouco maior (cerca de 5 centímetros no comprimento e largura) que a caixa maior;
2º – Cortar pequenos quadrados (5×5 cm) nos 4 cantos da folha de papelão;
3º – Dobrar os quatro cantos para fazer uma espécie de aba (pode-se usar uma régua para facilitar);
4º – Fazer uma marcação do tamanho da caixa menor;
5º – Cortar três lados de acordo com a marcação feita, sendo que são dois lados de comprimento e um de
largura;
6º – Dobrar essa “aba gigante e central” para o lado contrário das abas feitas no 3º item da montagem da tampa;
7º – Pintar toda a parte de cima de preto;
8º – Colar papel laminado na parte de baixo da aba do 6º item da montagem da tampa;
9º – Colocar papel filme o mais esticado possível, embaixo da tampa, cobrindo todo o interior (parte que ficará virada para baixo).
10º – Colar os cantos da tampa com fita crepe;
11º – Colocar o arame de modo que esteja a apoiar a parte forrada com papel laminado, impedindo-a de fechar.
Pedacinhos de madeira:
1º – Embrulhar com papel laminado.
– Montando o forno:
1º – Forre a caixa maior com folhas de jornal;
2º – Coloque a caixa menor dentro da caixa maior;
3º – Coloque os pedacinhos de madeira dentro da caixa menor;
4º – Apoie a bandeja preta em cima dos pedacinhos de madeira, de modo que ela não encoste em nenhuma parte da caixa menor;
5 º – Coloque água ou o que for cozinhar dentro do recipiente;
5º – Coloque o recipiente em cima da bandeja;
6º – Coloque a tampa;
7º (Opcional) – Reze para dar certo.
A física envolvida:
– Explicando os “para que”:
A caixa menor tem que estar forrada de papel laminado para que os raios solares reflitam dentro do forno e gere calor.
A caixa maior tem que estar forrada com jornal para criar um isolamento térmico para que o forno não perca calor.
A caixa maior tem que estar forrada com papel laminado para impedir a troca de calor do forno com o meio externo via irradiação.
A bandeja tem que ser preta para que ela absorva mais calor e troque calor com o recipiente aquecendo o conteúdo do mesmo mais rapidamente.
A bandeja não pode encostar na caixa menor para que ela não troque calor com a caixa, fazendo com que esse calor se perca.
A tampa tem que ter o papel filme para que os raios solares entrem, mas não saiam, criando assim, um “mini efeito-estufa”.
A tampa tem que ter o papel laminado para redirecionar os raios solares para dentro do forno.
– Como acontece:
Os raios solares que entram no forno geram calor dentro dele e, por meio de irradiação e condução, aquece o conteúdo dentro do recipiente. Os raios aquecem também o próprio recipiente fazendo com que o mesmo aqueça o conteúdo por condução. E por último, o calor que é absorvido pela bandeja troca calor com o recipiente por meio da condução.
Comparando:
Nós fizemos dois modelos de forno solar e vamos citar as principais diferenças entre eles:
O primeiro modelo (esquerda) era menor que o segundo (direita), não possuía bandeja e nem madeira, o papel filme não estava esticado, a caixa de dentro não estava com papel alumínio até a metade e a caixa maior não estava forrada com papel laminado.
O resultado foi que o segundo modelo funcionou e esquentou cerca de 12 graus Celsius a mais que o primeiro modelo na mesma variação de tempo, conforme o gráfico abaixo, em que a linha preta corresponde ao segundo modelo e a linha vermelha corresponde ao primeiro:
Licença do trabalho:
Forno solar perfeito (só que não) de Gustavo Campos, Gabriel Nunes, Filipe Tomé e Roberto Leo é licenciado sob uma Licença Creative Commons Atribuição 3.0 Não Adaptada.
