核心概念
能量
太陽能
太陽
熱量
烹飪
回收
引言
你有沒有吃過在戶外烹飪的食物,比如燒烤或露營時?在夏天,在戶外享受美食,品嚐自己烹飪的成果——無論是水果還是漢堡——都是一件非常有趣的事情。但是,你並不總是需要燃燒木材、木炭或燃氣才能在戶外烹飪。你知道你可以直接利用太陽能來烹飪食物嗎?這可以透過太陽能烤箱來實現,這是一種低成本、環保的技術。在這個活動中,你將用一個披薩盒製作一個簡單的太陽能烤箱來收集太陽光線,併為你烹飪美味的食物!
背景知識
太陽能烤箱利用太陽能——太陽發出的光和熱——來烹飪食物。它們也可以用來巴氏消毒水,甚至消毒器械。太陽能烤箱是如何工作的?簡單的答案是,它的設計目的是吸收比釋放更多的熱量。
你將在本次活動中製作的太陽能烤箱相對簡單,由披薩盒、鋁箔、保鮮膜和一張黑紙製成。你將從披薩盒蓋上切出一個翻蓋,並在該翻蓋上鋪上鋁箔。這將把陽光反射到盒子裡。你還將用保鮮膜密封開口。這個塑膠“窗戶”就像溫室屋頂一樣,允許(直接和反射的)陽光進入盒子,同時也保留熱量。在盒子的底部,你將放置黑紙。這將充當吸熱器,吸收直接和反射的陽光來加熱它,從而加熱放在它上面的食物。本次活動還包括製作美味的棉花糖夾心餅乾的說明,你可以在自己的太陽能烤箱中加熱它!
材料
披薩盒(盒子越大,烤箱的效果應該越好。)
鉛筆或鋼筆
尺子
美工刀(使用刀具和其他尖銳物品時,務必請成人協助。)
鋁箔
白色膠水
保鮮膜
運輸膠帶或黑色電工膠帶
一張黑紙
木製烤串或鉛筆
溫暖、晴朗的一天(要用你的太陽能烤箱做飯,你需要陽光和相當溫暖的室外溫度——建議高於華氏85度,溫度越高越好。而且不應該有風。)
全麥餅乾、棉花糖和一塊巧克力(可選,如果你想在你的太陽能烤箱裡做一些棉花糖夾心餅乾。)
準備工作
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如果需要,清理披薩盒,使其準備好成為太陽能烤箱。取出盒子隨附的任何襯墊。
建議在成人協助下使用美工刀。並且在使用太陽能烤箱烹飪時要小心,因為它會變得很熱!
步驟
在披薩盒蓋的頂部,畫一個距離每個邊緣大約一英寸的方塊。
請成人協助使用美工刀(並使用尺子作為直尺)小心地沿著你剛畫的方塊的每一邊切割,除了沿著盒子鉸鏈的一邊。在方塊的三側將紙板完全切穿。然後沿著連線的一側稍微向後摺疊翻蓋。
用鋁箔襯在紙板翻蓋的內側。將鋁箔的邊緣摺疊在翻蓋上以幫助將鋁箔固定到位,並將鋁箔粘在翻蓋上。保持鋁箔儘可能平整。你認為這種鋁箔的目的是什麼?
用一層保鮮膜覆蓋翻蓋(在蓋子上)形成的開口。使用運輸膠帶或黑色電工膠帶將保鮮膜粘在開口的邊緣。確保保鮮膜上沒有孔,並且其所有邊緣都完全粘在蓋子上。你認為確保保鮮膜完全密封蓋子的開口為什麼重要?
用鋁箔覆蓋盒子的內部,以便當你關上盒子時,整個內部都覆蓋著鋁箔。最簡單的方法是用鋁箔覆蓋盒子的底部,然後也用鋁箔覆蓋蓋子的內部(繞著塑膠覆蓋的開口)。將鋁箔粘在適當的位置。你認為為什麼要像這樣用鋁箔覆蓋盒子的內部?
將一張黑紙粘在盒子的底部,並將其放置在中心。這將充當你的太陽能烤箱的吸熱器。你認為它將如何幫助烹飪你的食物?
最後,使用木製烤串或鉛筆(和一些膠帶)將太陽能烤箱的蓋子撐起,使其與盒子的其餘部分成大約 90 度的角度。
在炎熱的天氣(最好在至少華氏 85 度且無風的天氣)將太陽能烤箱放在室外。烤箱會變得很熱嗎?
額外:如果你想烤一個棉花糖夾心餅乾,將一塊全麥餅乾掰成兩半,然後在餅乾的兩半之間放一塊棉花糖和一小塊巧克力。將準備好的棉花糖夾心餅乾放在一塊比棉花糖夾心餅乾稍大的小鋁箔方塊上(這將用作托盤),並將其放在你的太陽能烤箱中,放在黑紙的頂部。將太陽能烤箱放在室外,使其在至少 30 分鐘的時間內獲得充足的直射陽光,並保持其轉向,使翻蓋朝向太陽。當棉花糖變軟時,你的棉花糖夾心餅乾就應該可以吃了!你的太陽能烤箱需要多長時間才能烤好棉花糖夾心餅乾?
額外:你可以在烤箱設計中嘗試調整很多變數,使其變得更好。你是否可以透過改變反射翻蓋的角度、使用不同的材料來隔熱或改變其形狀或尺寸來提高你的太陽能烤箱的效率?
額外:使用溫度計來量化你的烤箱的效率;記錄你的烤箱內部隨時間變化的溫度讀數。它能變得有多熱?這與真正的烤箱相比如何?
額外:室外的天氣會顯著影響太陽能烤箱的效能。在溫暖的日子裡和在非常熱的日子裡,它的烹飪效果如何?晴天和陰天的效果如何?
額外:在本次活動中,你製作了一個非常簡單的箱式太陽能烤箱,但是你可以使用更高效的設計來構建另一個烤箱,使太陽能烤箱變得更熱!檢視“更多探索”部分中的第一個連結,瞭解更高效的設計。你能讓太陽能烤箱的效率有多高?
[換行符]
觀察和結果
你的太陽能烤箱變熱了嗎?你有沒有用你的烤箱烹飪出美味的棉花糖夾心餅乾?
在本次活動中,你製作了一個簡單的箱式太陽能烤箱,它應該能夠在陽光充足、溫暖的條件下烹飪棉花糖夾心餅乾。在一些使用基於此設計製作的太陽能烤箱進行的試驗中,在陽光充足的下午,溫度為華氏 85 至 90 度時,棉花糖需要大約 30 至 35 分鐘才能變得足夠溫暖,從而使其變軟並融化一些巧克力,從而製作出美味的太陽能食物!在理想條件下,這種太陽能烤箱很容易加熱到華氏 160 至 200 度左右。使用充足的直射陽光對於加熱這種太陽能烤箱非常重要——陽光需要反射到烤箱中(主要來自覆蓋鋁箔的翻蓋,但也來自盒子的內部),並且熱量必須被塑膠“窗戶”捕獲並保留在內部。這種熱量也被黑紙吸收,以加熱放在它上面的食物。
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