آیا تا به حال بیرون از خانه غذا پخته اید؟ مثلاً روی یک باربیکیو یا زمانی که برای گردش به جایی می روید که به اجاق گاز دسترسی ندارید. در طول تابستان، پختن غذا بیرون از خانه بسیار لذت بخش است. اما جالب است بدانید که برای پختن غذا بیرون از خانه همیشه نیاز به درست کردن آتش با هیزم و یا ذغال و گاز ندارید.
مشاهدهٔ شماره ۱۱۱
مفاهیم کلیدی: انرژی، انرژی خورشیدی، خورشید، گرما، آشپزی، بازیافت
مقدمه:
آیا تا به حال بیرون از خانه غذا پخته اید؟ مثلاً روی یک باربیکیو یا زمانی که برای گردش به جایی می روید که به اجاق گاز دسترسی ندارید. در طول تابستان، پختن غذا بیرون از خانه بسیار لذت بخش است. اما جالب است بدانید که برای پختن غذا بیرون از خانه همیشه نیاز به درست کردن آتش با هیزم و یا ذغال و گاز ندارید. به جای این ها شما می توانید برای پخت و پز از انرژی خورشیدی استفاده کنید. برای این کار می توانید از یک اجاق خورشیدی که تکنولوژی آن ارزان و سازگار با محیط زیست است استفاده کنید. در این فعالیت علمی، شما با استفاده از جعبه ی پیتزا، یک اجاق خورشیدی ساده می سازید تا توسط آن انرژی خورشیدی را جمع آوری کنید و از آن برای پختن غذا استفاده کنید!
پیش زمینه:
اجاق های خورشیدی با استفاده از انرژی خورشیدی (نور و گرمایی که از خورشید ساتع می شود) کار می کنند.
این اجاق ها همچنین می توانند برای پاستوریزه کردن آب و یا استریل کردن وسایل مختلف به کار رود.
اما این اجاق ها چگونه کار می کنند؟ طراحی آن ها به طوری است که گرمایی که جذب خود می کنند بیشتر از گرمایی است که از خود آزاد می کنند.
اجاق خورشیدی که در این فعالیت علمی می سازید بسیار ساده است و با استفاده از یک جعبه ی پیتزا، کاغذ آلومینیومی (فویل)، کاغذ سلفون و یک برگه کاغذ سیاه رنگ ساخته می شود. برای این کار، باید قسمتی از در جعبه را ببرید و قسمت بریده شده را به سمت بالا تا کنید. سپس داخل آن را به طور کامل با فویل بپوشانید. این فویل باعث انعکاس نور خورشید به داخل جعبه می شود. همچنین باید روی جعبه را در قسمتی که بریده اید با سلفون به طور کامل ببندید تا هیچ راه در رویی نداشته باشد. این به اصطلاح پنجره ای که روی در جعبه ایجاد کرده اید، مانند یک سقف گل خانه ای عمل می کند که از طریق آن، نوری که به صورت مستقیم به داخل جعبه می تابد و یا از طریق فویل بازتاب می شود باعث افزایش دمای داخل جعبه می شود. همچنین به یک کاغذ سیاه رنگ نیاز دارید تا در کف جعبه قرار دهید. این کاغذ حرارت ناشی از تابش مستقیم و بازتاب شده ی نور خورشید را به خود جذب می کند و داغ می شود و می تواند مواد غذایی را که روی آن قرار داده می شود با حرارت زیاد خود طبخ کند.
مواد و وسایل مورد نیاز:
یک جعبه ی خالی پیتزا (هرچه جعبه بزرگتر باشد، اجاق خورشیدی که می سازید بهتر کار می کند.)
مداد یا خودکار
خط کش
چاقو
کاغذ آلومینیومی (فویل)
چسب
کاغذ سلفون
نوار چسب یا چسب برق
یک کاغذ سیاه رنگ
یک مداد یا میله ی چوبی
یک روز گرم و آفتابی (برای استفاده از اجاق خورشیدی، نیاز به تابش نور آفتاب و دمای بالاتر از 30 درجه سانتیگراد دارید. هر چه دمای هوا بالاتر باشد بهتر است. همچنین هیچ وزش بادی نباید وجود داشته باشد.)
آماده سازی:
جعبه ی پیتزا را به طور کامل تمیز کنید تا بتوانید از آن یک اجاق خورشیدی بسازید.
برای استفاده از چاقو حتماً از یک بزرگتر کمک بگیرید. همچنین هنگام استفاده از اجاق خورشیدی احتیاط کنید چون ممکن است بسیار داغ شود.
روش کار:
روی در جعبه، یک مربع با فاصله ی تقریبی 1 اینچ از هر ضلع رسم کنید.
از یک بزرگتر کمک بگیرید تا با چاقو (و خط کش) سه ضلع از این مربع را ببرید و یک ضلع آن را که در کنار محل اتصال در به خود جعبه است نبرید. سپس مربع بریده شده را از همین ضلع به سمت بالا تا کنید.
حال داخل قسمت مربعی که به بالا تا کرده اید را با فویل بپوشانید. گوشه های فویل را به سمت بیرون مقوا تا کنید تا فویل محکم در جای خود بماند و به آن چسب بزنید. سعی کنید سطح فویل تا حد امکان صاف بماند. به نظر شما این فویل چه نقشی در اجاق خورشیدی شما دارد؟
با بریدن مقوا از در جعبه، حالا یک سوراخ مربعی شکل روی در جعبه ایجاد شده است. روی آن را به طور کامل با سلفون بپوشانید. گوشه های سلفون را به دور تا دور در جعبه بچسبانید تا در جای خود محکم بماند. دقت کنید که سلفون در جایی سوراخ نشده باشد و همچنین اطراف آن به خوبی به در جعبه چسبیده باشد و راه نفوذی وجود نداشته باشد. به نظر شما چرا باید جلوی نفوذ هوا را از گوشه های سلفون به داخل جعبه بگیریم؟
تمام فضای داخل جعبه را با فویل بپوشانید و از چسب برای محکم کردن آن در جای خود استفاده کنید. به نظرتان چه لزومی دارد که داخل جعبه به طور کامل با فویل پوشیده شود؟
یک کاغذ سیاه رنگ داخل جعبه و در وسط آن قرار دهید و آن را با چسب در جای خود محکم کنید. این برگه ی سیاه مرکز ایجاد حرارت در اجاق خورشیدی شماست.
در انتهای کار از یک مداد یا میله ی چوبی بعنوان پایه استفاده کنید تا قسمت تا شده ی روی در جعبه را با زاویه ی 90 درجه از خود جعبه (به صورت عمود) قرار دهید.
در یک روز گرم و آفتابی (که دمای هوا بالای 30 درجه سانتیگراد باشد و بادی وزش نکند) اجاق خورشیدی خود را بیرون از خانه و در فضای باز بگذارید. آیا اجاق داغ می شود؟ سعی کنید یک ماده ی غذایی ساده را داخل آن بپزید.
آزمایش های تکمیلی:
عوامل زیادی روی عملکرد اجاق خورشیدی تأثیر دارند. می توانید آن ها را تغییر دهید و اثر این تغییرات را روی نحوه ی عملکرد اجاق تان بررسی کنید. آیا می توانید با تغییر زاویه ی عمودی بین مقوای مربعی شکل بالای جعبه و خود جعبه، یا با استفاده از مواد دیگر به جای فویل برای پوشاندن سطح داخلی جعبه، و یا حتی با تغییر شکل جعبه، میزان کارآیی اجاق خورشیدی خود را بالا ببرید؟
از یک دماسنج برای تعیین میزان کارآیی اجاق خورشیدی خود استفاده کنید و دمای داخل اجاق را به طور مرتب اندازه بگیرید. دما چقدر بالا می رود؟ آیا این دما با دمای اجاق گازهای خانگی قابل مقایسه است؟
میزان کارآیی اجاق خورشیدی شما به دمای محیط وابسته است. کارکرد آن در یک روز نسبتاً گرم با یک روز بسیار گرم چه تفاوتی دارد؟ کارآیی اجاق خود را در یک روز آفتابی با یک روز ابری نیز مقایسه کنید.
در این فعالیت علمی، شما با استفاده از یک جعبه، اجاق خورشیدی بسیار ساده ای برای خود ساختید. اما برای کارآیی بهتر، می توانید از طراحی های پیچیده تری نیز استفاده کنید. کمی در این باره جستجو کنید و سعی کنید این طرح های پیچیده تر را پیاده کنید.
مشاهده و نتیجه گیری:
آیا اجاق خورشیدی که ساختید کار کرد؟ آیا توانستید یک غذای ساده با استفاده از آن بپزید؟ در این فعالیت علمی شما با استفاده از یک جعبه ی پیتزا، اجاق خورشیدی بسیار ساده ای ساختید. در شرایط ایده آل، اجاق خورشیدی شما حتی می تواند به دمای 70 تا 90 درجه سانتیگراد برسد. کلید استفاده از اجاق خورشیدی، قرار گرفتن آن در معرض تابش مستقیم نور خورشید است. نوری که به فویل ها می تابد، وارد جعبه می شود و به خاطر وجود سلفون روی جعبه، این نورها قابلیت خروج از جعبه را ندارند و حرارت ناشی از این نورها داخل جعبه حبس می شود. این حرارت جذب کاغذ سیاه رنگ وسط جعبه می شود و دمای آن بالا می رود. از این گرمای زیاد می توان برای گرم کردن مواد غذایی در داخل جعبه استفاده کرد.
منابع مفيد: