Energia... come crearla

Ma che caldo fa?
Si prova a creare un forno solare utilizzando, al posto del Sole, la luce di una lampada...
cercando di capire quale sia la configurazione migliore per farlo e sfruttare i fenomeni che accadono quando c'è il sole (a volte ci sono più strade per arrivare allo stesso risultato).
Lo scopo, ovviamente, è creare energia solare per scaldare.

Utilizzando un supporto a forma di cubo

Pannelli specchiati o neri o trasparenti con magneti per poter essere assemblati al cubo.
Termometro a sonda e Lampada.
Pannelli termocromici (cambiano colore con la temperatura): un sistema di misura per vedere se le facce hanno tutte la stessa temperatura.

Dal sole riceviamo
Raggi Ultravioletti che ci abbronzano
Raggi Infrarossi  che ci scaldano

Dopo diversi tentativi...
ci siamo trovati di fronte diversi casi che vengono analizzati.

1 - pannelli neri verso l'interno, fondo specchiato, coperchio di plexiglas (dove viene posizionata la lampada).
il nero assorbe calore
lo specchio riflette la luce
la radiazione termica che gli oggetti emettono, è nel range dell'infrarosso e viene riflessa dallo specchio, assorbita dal nero (assorbe energia e l'oggetto si scalda). l'aria a contatto con i pannelli si scalda diventando più leggera e va verso l'alto lasciando spazio a quella fredda, quindi il forno ha bisogno del coperchio di plexiglas trasparente che mantenga all'interno le molecole calde di aria.

2 - pannelli specchiati verso l'interno, fondo nero, coperchio di plexiglas (dove è posizionata la lampada)
gli specchi riflettono la luce all'infinito (Riflessione) e la moltiplicano, e il fondo nero assorbe quasi tutti i raggi solari che lo colpiscono (Assorbimento).
i raggi, emessi dalla parete nera, vengono rimandati dallo specchio di nuovo al nero, che continua ad assorbire calore.

3 - utilizzo di solo pannelli specchiati.
in questo caso la chiusura del forno non cambia molto la temperatura all'interno perché la Riflessione non cambia.

la chiusura del forno è importante quando le pareti sono nere, perché il nero assorbe i raggi infrarossi ed emette calore sotto dorma di infrarossi con una frequenza diversa che non riescono ad uscire dal plexiglas e quindi rimangono imprigionati all'interno.


Scopriamo anche in che modo si trasmette il calore?
Conduzione
Convezione
Irraggiamento


Esperimento:
molla di metallo calda (attraversata da corrente elettrica che la riscalda) inserita nell'acqua crea delle celle convettive, scalda l'acqua a contatto, le molecole di acqua si scaldano, si agitano e si spostano verso l'alto

Ora sperimentiamo una Termocamera che misura la temperatura e rende visibile ciò che visibile non è: traduciamo in una scala di colori le diverse temperature.

1 - davanti al corpo c'è una cornice di legno con vetro trasparente che comunque non fa passare le radiazioni ultraviolette o infrarosse e per questo il corpo dietro non viene rilevato 

2 - davanti al corpo ora c'è una cornice con telo nero che non permette di vedere con gli occhi il corpo ma, alla termocamera vediamo il calore del corpo irradiato attraverso il telo di plastica leggera

3 - ora una cornice con uno specchio davanti al corpo che riflette le radiazioni.

Ma come possiamo utilizzare ancora il calore?
Si cerca di far spostare il pistone della siringa con solo l'utilizzo del calore appunto (un phon) che attraversa una bottiglietta di plastica attaccato poi a un tubicino. L'aria essendo in uno spazio chiuso, spinge, si espande in tutte le direzioni e cerca di uscire nell'unico punto possibile, il tubicino, spingendo il pistone.
si usa dunque il calore per produrre un lavoro meccanico (esempio i motori a scoppio).