Kā izveidot saules krāsni zinātnes projektam

Ar dažu stundu piepūli un piemērotiem materiāliem gandrīz ikviens, kurš ir ērts ar instrumentiem, var uzbūvēt nelielu saules krāsni, kas spēj radīt temperatūru, kas pārsniedz 500 grādus pēc Fārenheita. Vispirms jūs izvēlaties objektīvu vai atstarojošo spoguli kā līdzekli, lai fokusētu saules starus; šī izvēle ietekmē krāsns rāmja un citu daļu izkārtojumu. Jūs varat izmantot krāsni ūdens vārīšanai, mazu priekšmetu lodēšanai vai citiem lietojumiem, kuriem nepieciešama augsta temperatūra.

Saules krāsns darbojas, koncentrējot saules gaismu no laukuma aptuveni no kvadrātpēdas līdz kvadrātcollam vai mazākam; saulainā dienā intensīvie stari nes pietiekami daudz enerģijas, lai fokusa punktu padarītu ārkārtīgi karstu. Derēs vai nu objektīvs, vai spogulis, kas ir vidējas picas pannas izmērs; mazāks nesavāks pietiekami daudz gaismas, lai tas būtu noderīgs, un lielāks var būt apgrūtinošs. Fresnela objektīvs ir ideāls objektīvs uzdevuma veikšanai; tas sastāv no plakana stikla vai caurspīdīgas plastmasas gabala, kurā ir iegrieztas koncentriskas rievas. Fresnel lēcas ir lētas un pieejamas zinātnes hobiju veikalos. Paraboliskais spogulis ir vēl viena laba izvēle; tam nav jābūt ideālas optiskās kvalitātes, jo jūsu mērķis ir fokusēt gaismu, nevis veidot attēlus. Ir svarīgi atzīmēt, ka objektīvs fokusē gaismu pusē, kas atrodas iepretim ienākošajai saules gaismai; spoguļa fokuss ir tajā pašā pusē. Ja savai krāsnij izvēlaties Fresnel objektīvu un ja tai ir viena rievota puse, šī puse ir vērsta uz āru, pret sauli.

Jūs konstruējat saules krāsns rāmi kā līdzekli, lai noturētu objektīvu vai spoguli stabili un turētu kolektoru, kas uztver fokusēto gaismu. Rāmja izgatavošanai varat izmantot izturīgus metāla, koka vai plastmasas materiālus, ja vien izvairāties no spīdīgiem materiāliem, kas nejauši varētu atstarot saules gaismu jūsu acīs. Ideālā gadījumā rāmis pagriežas uz horizontālas ass, lai pielāgotu spoguli vai objektīvu tā, lai tas būtu vērsts tieši pret sauli neatkarīgi no gadalaika vai diennakts laika. Pēc noregulēšanas šarnīrs droši jāpievelk vietā, nodrošinot stabilu iestatīšanu.

Krāsns kolektors ir kauss vai trauks, kas uztver saules fokusētos starus un kļūst karsts. Tvertnei izmantojiet blāvu vai matētu metālu; plastmasa gandrīz uzreiz izkusīs vai sadegs, un spīdīgais metāls var atspoguļot sauli jūsu acīs. Izvairieties no krāsota metāla, jo karstie saules stari sadedzinās krāsu, iespējams, radot bīstamus izgarojumus. Iegūstiet ķieģeļu, kas kalpo kā ugunsdrošs pjedestāls, uz kura balstīt kolektoru; derēs arī metāls, lai gan ķieģelis nevadīs siltumu prom no kolektora, palīdzot uzturēt tā augsto temperatūru.

Jūsu saules krāsnim ir divi galvenie drošības riski: siltums un spilgta saules gaisma. Ja pieskaraties kolektoram vai ievietojat roku fokusa zonā, fokusētā gaisma izraisīs sāpīgus apdegumus. Esiet tikpat piesardzīgs kā ar priekšmetiem, kurus sildāt ar saules krāsni, tāpat kā ar karstiem priekšmetiem no virtuves krāsns; izmantojiet knaibles, lai priekšmetus ievietotu un izgūtu kolektorā. Spilgta koncentrēta saules gaisma arī apdraud jūsu acis; izvairieties ilgstoši raudzīties uz fokusēto gaismu un nekad neļaujiet tai atstaroties tieši acīs.

Saules krāsns jauda ir tieši saistīta ar tās lielumu; lielāki objektīvi un spoguļi nodrošina augstāku temperatūru. Liela, brīvi stāvoša, aptuveni metru liela saules krāsns izkausēs tādus mīkstus metālus kā svins un varš; mazāki galda modeļi var izkausēt lodēt. Ar piesardzību jūs varat arī izmantot krāsni, lai mālu sadedzinātu keramikā. Tas vārīs ūdeni vārīšanai un cept gaļu un dārzeņus. Jūs varat arī izmantot krāsns siltumu, lai darbinātu Sterlinga motoru elektrībai vai darbinātu mazas mašīnas.