Green Science Solar Science, Manual

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Solar Science
Les sciences de l' é nergie solaire A. MESSAGES DE SECURITE
À l'attention des parents : Veuillez lire toutes les Instructions ayant d'aider vos entente. 1. L'aide efla surveillance d'un
adulte sont en permanence nécessaires. 2. Pour les entente de plus de 8 ans uniquement. 3. Ce kit et le produit fini correspondant contiennent des composants de petite taille susceptibles de provoquer un
étouffement en cas d'utilisation incorrecte. Maintenez hors de la portée des enfants de moins de 3 ans. 4. Lors d'un fort ensoleillement, avec le soleil à son zénith, le four et le chauffe-eau solaire peuvent
atteindre des températures très élevées, il est donc nécessaire de toujours manipuler ces objets avec précaution lorsqu'ils ont été exposés en plein soleil. Portez des gants de protection thermique s'il
s'avère nécessaire de manipuler (Installation. Veuillez manipuler les objets conformément aux recommandations et aux utilisations prévues. 5. Lors des expériences, Il est nécessaire d'aligner les
installations avec le soleil. Lorsque vous effectuez cette opération il est important de ne pas regarder le soleil directement, ni les panneaux réfléchissants car cela pourrait endommager vos yeux. Vous
pouvez porter une paire de lunettes de soleil.
B. CONTENU DU KIT
1 boite cartonnée, 4 panneaux réfléchissants arpentés, 1petit et 1 grand carré de papier noir, 1 couvercle en plastique transparent
2 indicateurs thermiques auto-collants, gradués à 70°C (158°F) et 40 C f 104°F), 1 plaque noire et son couvercle, 1 morceau de tube de plastique transparent, 1 bouchon avec deux ouvertures, 1 adaptateur
pour embout de bouteille, 1 morceau de cire, ruban adhésif large, et Instructions détaillées. Sont également nécessaire mais non Inclus dans le kit : une thermomètre de four (un thermomètre standard n'est
pas approprie car lee températures à l'intérieur du four peuvent grimper très haut), du papier aluminium, un petit sac en plastique zippé, un morceau de fromage ou de chocolat, un petit oeuf, une petite et
une grande bouteille en plastique ayant contenu de l'eau ou des soda.
C. Four solaire
MISE EN GARrJE DE SÉCURITÉ 1. Lors d'un fort ensoleillement, avec le soleil à son zénith, le four solaire peut
atteindre 100°C (212°F) voire plus. Pensez à toujours porter des gants de protection thermique lorsque vous manipulez l'installation ayant été exposée au soleil. La supervision d'un adulte est nécessaire. 2.
Utilisez l'installation conformément à l'usage et aux recommandations fournies. Cet objet a été conçu uniquement pour une démonstration scientifique expérimentale. Il ne s'agit pas d'un système de
chauffage ou de cuisson. Veuillez ne pas consommer les aliments qui ont été chauffés ou cuits à l'intérieur de ces installations, ils peuvent ne pas être totalement cuit. ASSEMBLAGE DU FOUR SOLAIRE
Vous aurez besoin de ; la boite cartonnée, des 4 panneaux réfléchissants argentés, du petit et du grand carré de papier noir, du couvercle en plastique transparent, de l'Indicateur thermique gradué à 70°c
(158°F) et de ruban adhésif. Sont également nécessaire mais non indu dans le kit : un thermomètre de four (un thermomètre standard n'est pas approprié car les températures à l'intérieur du four peuvent
grimper très haut), du papier aluminium, un petit sac en plastique zippé, un morceau de fromage ou de chocolat, et un petit oeuf. 1. Pliez la boite cartonnée comme indiqué sur le schéma afin de former le
corps du four. 2. Placez le petit carré de papier noir au centre et au rond du four. 3. Placez le couvercle en plastique transparent sur le dessus de la boite. S assurer que le couvercle est bien aligné par
rapport à l'ouverture de la boite avant de le fixer plus solidement avec du ruban adhésif. 4. Insérez les petite onglets présents sur tous les panneaux réfléchissants dans les encoches afin de former un tronc
de pyramide Inversé (comme sur le schéma). Puis emboîtez les grands onglets dans les encoches prévues à cet effet dans le couvercle transparent Votre four solaire est terminé.
UTILISATION DU
FOUR SOLAIRE
Pour obtenir une température maximale, vous devez placer le four solaire en milieu de journée (entre 10h00 et 14h00) par une journée ensoleillé sans nuage. Comme le soleil se
déplace dans le ciel au cours de (ajournée, vous aurez besoin de modifier l'orientation de votre four afin que le soleil frappe directement le centre du four (vous pouvez utiliser une pierre pour soulever un
côté de la botte). Tournez le four au fur et à mesure du déplacement du soleil. Remarques : si vous souhaitez utiliser le four solaire en intérieur ou lors d'un TP de sciences, vous pouvez utiliser une lampe
de bureau munie d'une ampoule à incandescence de 60W comme source de chaleur. L'utilisation d'ampoule économique a fluorescence n'est pas recommandée car elle ne produira pas assez de chaleur.
Ajustez la position du four afin que l'ampoule soit directement au dessus de l'ouverture du four. Elle fonctionnera comme un simulateur solaire et chauffera le four. La supervision d'un adulte est nécessaire
lors de l'utilisation d'une lampe de bureau.
EXP É RIENCES
1. Mesure de la température du four En collant l'indicateur de température gradué à 70°C (158°F) sur la face Interne du four, vous pourrez
visualiser depuis l'extérieur la température à l'intérieur du four (ne pas coller l'indicateur sur le papier noir situé au fond du four car la température y est toujours plus haute). Placez le four au soleil. Au bout
d'un moment, la couleur de l'indicateur va devenir rose, signifiant que la température a atteint, voire dépassé, 70°C (158°F). Vous pouvez effectuer des enregistrements pour définir le temps nécessaire pour
atteindre cette température en fonction des jours étudiés. Vous pouvez utiliser le graphique ci-dessous pour noter vos données. (Date, heure, température extérieure, conditions météorologiques, temps
nécessaire pour atteindre 70°C (158° F), remarques) Cef indicateur définit simplement si la température atteint 70°C (158°F). Votre four solaire peut atteindre des températures plus élevées lors d'un fort
ensoleillement SI vous souhaitez tester ces températures extrêmes, voue aurez besoin d'un thermomètre de four que vous placerez à l'intérieur de votre four solaire. Vous pouvez également utiliser ce
tableau pour enregistrer la température à l'Intérieur du four toutes les 15 minutes. Placez le thermomètre de four à l'Intérieur d'un sac en plastique zippé et enregistrez les températures. Quelles sont vos
observations? (date, conditions météorologiques, température extérieure, heure, température du four, remarques) 2. Chauffer de la nourriture Bien que votre four solaire soit un petit modèle comparé au
vrai four solaire, la température à l'intérieur peut atteindre ou dépasser 70°C (158°F), lors d'une journée ensoleillée - c'est un niveau bien suffisant pour faire fondre certains aliments. Placez un morceau de
fromage ou de chocolat emballé dans du papier aluminium, puis placez le dans le four. îl ne reste plus qu'à installer la four au soleil (se reporter aux instructions fournies ci-dessus). Au bout d'un certains
temps la chocolat ou le fromage devrait devenir mou. 3. L'expérience de la cuisson d'un œuf Mise en garde : Veuillez à ne pas consommer l'œuf cuit dans cette expérience mettant en jeu le four solaire, car
ce dernier pourrait ne pas pouvoir cuire entièrement l'œuf, et dans ce cas certains pathogènes potentiellement présente dans l'oeuf pourraient ne pas avoir été détruits par la cuisson. La supervision d'un
adulte est nécessaire. Vous pouvez également utiliser le four solaire pour illustrer de vrai capacité de_cuisson. Du fait de sa petite taille, votre fourest parfait pour démontrer comment un_œuf peut être cuit
par le soleil. Pour commencer, ëmbaïïéz un petit œuTcfans te grana* morceau Te papier noir fourni. Si votre oeuf était conservé au réfrigérateur, laissez le quelque temps à température ambiante, sinon sa
cuisson prendra beaucoup plus de temps. Pensez à essuyer l'oeuf de toute trace d'eau de condensation. Puis, placez l'oeuf emballé dans un petit sachet en plastique zippé, et installez l'ensemble dans le
four. Il ne reste plus qu'à installer le four au soleil et à attendre. Si vous utilisez un thermomètre de four, vous pouvez suivre l'augmentation de température. Par une journée ensoleillée et chaude, l'oeuf
devrait cuire à l'état "mollet" en 3 à 4 heures. Vous pouvez essayer d'améliorer votre four solaire de manière à mieux cuire votre œuf et plus rapidement. Vous pouvez augmenter la surface réfléchissante
avec du papier aluminium afin de collecter une plus grande quantité de lumière. Vous pouvez également améliorer l'isolation thermique de .manière à mieux conserver la chaleur a l'intérieur du four. Vous
pouvez découper une boite d'emballage légèrement plus grande que le four, pratiquer une ouverture, et y installer le four. L'air présent entre la paroi de la boite et celte du four agira comme une couche
isolante. Essayez de réfléchir à différentes manières d'isoler la boite et comparez la cuisson des oeufs en fonction de l'isolation ou non du four.
COMMENT VOTRE FOUR SOLAIRE
FONCTIONNE-T-IL
? Votre four solaire fonctionne en collectant et concentrant les rayons du soleil. Tous tes rayons frappent le collecteur composé de panneaux réfléchissants et concentre la
chaleur à l'intérieur du four. Le papier noir absorbe la chaleur qu'il reçoit, at participa a l'élévation de température du four. Du fait que les collecteurs ont une surface bien supérieure à celle du four II existe
un mécanisme de concentration des rayons du soleil. La nourriture placée à l'intérieur du four est chauffée par les rayons qui la frappent, et par l'augmentation de la température dans le four. Les aliments
absorbent la chaleur, et donc cuisent. Le four solaire illustre le principe de fonctionnement des vrais fours solaires dont la température bien plus élevée est suffisante pour cuire du pafn ou un steak.
DEPANNAGE
Si votre four solaire ne chauffe pas ou ne fonctionne pas : • Vérifiez que l'énergie solaire est suffisante. Le soleil est le plus chaud en milieu de Journée, entre ÎOhOO et I4h00. Essayez
donc de réaliser vos expériences au cours de cene période, ou recommencez lors d'une journée plus ensoleillée. • Assurez-vous qui la partie supérieure du four fait bien face au soleil afin de collecter le
maximum d'énergie et de rayonnement solaire, et bien se rappeler de modifier l'orientation du four en fonction du déplacement du soleil dans le ciel. * Evitez de réaliser les expériences par temps froid ou
venté car ce dernier empêchera l'air du four de se réchauffer. * Vous pouvez également fixer les côtés du four avec un ruban adhésif large ou en emballant l'ensemble du four dans du film alimentaire. Cela
permettra de prévenir la déperdition
tPair
chaud.
INFORMATIONS AMUSANTES
• Un four solaire est un système réfléchissant simple qui collecte la chaleur et l'énergie solaire et la concentre
sur la nourriture afin de la cuire. • Il existe différentes conceptions de fours solaires. Ils fonctionnent tous de la même manière, en collectant et concentrant les rayons du soleil. Plus le collecteur est large,
plus l'énergie collectée est Importantes et plus la température intérieure est élevée. * Les fours solaires
fonctionnent
le mieux tout au long de l'année dans les régions tropicales, car les rayons du soleil
sont plus forts et au zénith tous les Jours. Près des pôles terrestres, le soleil est normalement bas dans le ciel et l'effet thermique est plus faible. • Certains fours solaires ont un forme concave dont la
surface intérieure est recouverte d'un revêtement réfléchissant. La température est concentré sur la partie inférieure du four où est placé la nourriture. • Les fours solaires sont respectueux de
l'environnement car l'énergie solaire est renouvelable. Ils sont également utiles dans des zones isolées du monde où H n'existe pas de circuit d'énergie électrique et où les carburants sont rares et chers. •
Une centrale solaire utilise un grand nombre de miroirs pour capturer et concentrer la chaleur. Cette dernière est utilisée pour transformer l'eau en vapeur afin de faire tourner des turbines qui produisent de
l'électricité.
D. CHAUFFE-EAU SOLAIRE
MISE EN GARDE DE SÉCURITÉ Lors d'un fort ensoleillement, avec le soleil à son zénith, les parois du chauffé-eau solaire ainsi que l'eau contenue à
l'intérieur peuvent atteindre 50°C (122T) ou plus. Il fout toujours manipuler le chauffe-eau avec précaution lorsqu'il a été exposé au soleil. La supervision d'un adulte est nécessaire.
ASSEMBLAGE
DU CHAUFFE-EAU SOLAIRE
Vous aurez besoin de : la plaque noire, du tube en plastique transparent, du bouchon avec deux ouvertures, de l'adaptateur pour embout de bouteille, de la cire, de
l'indicateur thermique 40°C (104°F) et du ruban adhésif. Sont également nécessaire et non inclus dans le kit : une petite et une grande bouteille en plastique ayant contenu de l'eau pu des soda. Sont
également nécessaire et non inclus dans le kit : une petite et une grande bouteille en plastique ayant contenu de l'eau ou des soda 1 Installez le tube en plastique transparent dans le sillon prévu à cet effet
dans la plaque noire, comme indiqué sur le schéma. Commencez en laissant 35 cm a partir de I une des extrémités du tube afin que vous puissiez avoir environ 40 cm de libre à l'autre extrémité. Insérez
doucement le tube dans le sillon, en prenant soin de ne pas pincer le tube (car cela arrêterait le flux d'eau). 2. Installez délicatement le couvercle sur la plaque. 3. Afin de
pr
é
venir
la dispersion de chaleur
depuis le dos de la plaque, on déposera cette dernière sur un sac en plastique plié. On peut utiliser le ruban adhésif fourni pour fixer les différentes parties. (Vous pouvez utiliser également du ruban adhésif
pour sceller les bords de la plaque et prévenir toute perte de chaleur.) 4. Puis, placez la plaque à la vertical de manière à ce que la partie la plus longue du tube (40 cm) soit en bas, et la partie la plus courte
(35 cm) en haut. Insérez les deux extrémités du tube à travers le bouchon possédant deux ouvertures. Le tube le plus long doit dépasser un petit peu du bouchon, alors que la partie la plus courte du tube
doit avoir 10 cm de libre au-delà du bouchon comme indiqué sur le schéma. Puis, utilisez la rire pour rendre étanche les troue de part et d'autre du bouchon. 5. Vous allez devoir préparer un support pour le
chauffe-eau. Pour cela, remplissez la grande bouteille en plastique avec de l'eau ou du gravier afin de l'alourdir pour éviter qu elle ne se renverse, puis refermer la avec son bouchon. Placez ensuite
l'adaptateur pour embout de bouteille. 6. La petite bouteille va être utilisée comme chauffe-eau. Remplissez la bouteille avec environ 10 à 12 cm d'eau, puis placez le bouchon comprenant les tubes sur
l'embout, faites pénétrer les tubes à l'intérieur et vissez le bouchon. Vous pouvez maintenant retourner la bouteille, de manière à ce que l'eau puisse circuler dans le tube. Veuillez vous assurer que le
niveau d'eau recouvre les deux extrémités du tube. Secouez doucement ou tapotez le tube et la plaque de manière a déloger toutes les bulles d'air. Assurez-vous bien que toutes les bulles ont été éliminées
avant de passer à l'étape suivante. 7. Vous pouvez maintenant installer votre chauffe-eau solaire. Placez la petite bouteille servant de réservoir sur la partie supérieure de l'adaptateur qui a déjà été installé
sur la grande bouteille, toute en s'assurent que les tubes sortent bien de l'embase sans être coincés. 8. Vous pouvez maintenant coller l'indicateur thermique 40°C (104°F) sur la surface externe de la petite
bouteille Juste en-dessous du niveau d'eau. 9. Fixez la partie