Как да изградим слънчева пещ за научен проект

С няколко часа усилия и подходящи материали, почти всеки подръчен с инструменти може да построи малка слънчева пещ, способна да произвежда температури над 500 градуса по Фаренхайт. Първо избирате леща или отразяващо огледало като средство за фокусиране на слънчевите лъчи; този избор влияе върху оформлението на рамката на пещта и други части. Можете да използвате пещта за кипене на вода, запояване на малки предмети или за други приложения, които се нуждаят от високи температури.

Слънчевата пещ работи чрез концентриране на слънчева светлина от площ около един квадратен фут до квадратен инч или по-малка; в слънчев ден интензивните лъчи носят достатъчно енергия, за да направят фокусната точка изключително гореща. Или леща, или огледало с размерите на среден тиган за пица ще работят; по-малък няма да събере достатъчно светлина, за да бъде полезен, а по-голям може да е тромав. Обективът на Френел е идеалният обектив за задачата; тя се състои от плоско парче стъкло или прозрачна пластмаса с врязани концентрични канали. Лещите на Френел са евтини и се предлагат в магазините за научни хоби. Параболичното огледало е друг добър избор; не е необходимо да е с перфектно оптично качество, защото вашата цел е да фокусирате светлината, а не да създавате изображения. Важно е да се отбележи, че лещата фокусира светлината от страната, противоположна на входящата слънчева светлина; фокусът на огледалото е на същата страна. Ако изберете лещата на Френел за вашата пещ и ако тя има една набраздена страна, тази страна е обърната навън, към слънцето.

Изграждате рамката за слънчевата пещ като средство за задържане на обектива или огледалото стабилно и за задържане на колектор, който улавя фокусираната светлина. Можете да използвате здрави метални, дървени или пластмасови материали за конструиране на рамката, стига да избягвате лъскави материали, които могат случайно да отразят слънчевата светлина в очите ви. В идеалния случай рамката се завърта върху хоризонтална ос, за да регулира огледалото или обектива, така че да сочи директно към слънцето, независимо от сезона или часа на деня. След регулиране, шарнирът трябва да се затегне здраво на място, което прави стабилна настройка.

Колекторът на пещта е чаша или съд, който улавя фокусираните от слънцето лъчи и става горещ. За контейнера използвайте тъп или матов метал; пластмасата ще се стопи или изгори почти моментално, а лъскавият метал може да отразява слънцето в очите ви. Избягвайте боядисания метал, тъй като горещите слънчеви лъчи ще изгорят боята, което може да доведе до опасни изпарения. Вземете тухла, която да служи като огнеупорен пиедестал, върху който да почива колекторът; металът също ще работи, въпреки че тухла няма да отвежда топлината далеч от колектора, което помага да се поддържа високата му температура.

Съществуват два ключови риска за безопасността на вашата слънчева пещ: топлина и ярка слънчева светлина. Ако докоснете колектора или поставите ръката си в зоната на фокусиране, фокусираната светлина ще предизвика болезнени изгаряния. Бъдете толкова внимателни с предмети, които отоплявате със слънчевата пещ, колкото с горещи предмети от кухненска фурна; използвайте щипки за поставяне и извличане на обекти в колектора. Ярката концентрирана слънчева светлина също представлява опасност за очите ви; избягвайте да гледате фокусираната светлина продължително време и никога не позволявайте тя да се отразява директно в очите ви.

Мощността на слънчевата пещ е пряко свързана с нейния размер; по-големите лещи и огледала водят до по-високи температури. Голяма, самостоятелна слънчева пещ, с размер около метър, ще разтопи меки метали като олово и мед; по-малките настолни модели могат да стопят спойка. Внимателно можете да използвате пещта и за изгаряне на глина в керамика. Ще заври вода за готвене и ще готви месо и зеленчуци. Можете също така да използвате топлината на пещта за захранване на стерлингов двигател за електричество или за работа с малки машини.