5 ideas para experimentos sobre la conservación de energía

Estamos rodeados de vampiros . Solo ellos viven de energía, no de sangre. Ese televisor de pantalla grande, su computadora, Xbox , horno, refrigerador , estufa, microondas , todos absorben energía. Algunos, como su decodificador de cable o reproductor de DVD, son verdaderamente macabros: consumen energía incluso cuando no están en uso.

Estos monstruos hambrientos de poder pueden causar daños graves. Alrededor del 70 por ciento de nuestra energía proviene de fuentes no renovables como el petróleo y el gas natural. Cuando se van, se van para siempre. Además, algunas fuentes de energía, como las centrales eléctricas de carbón que generan casi la mitad de la electricidad de los EE. UU. , emiten dióxido de carbono, lo que amenaza con cambiar el clima de la Tierra de manera peligrosa [fuente: Dosomething.org ].

Los vampiros energéticos también agotan los bolsillos. En 2011, cada estadounidense gastó un promedio de $4410 al año en energía [fuente: Clayton ]. Poner una estaca en el corazón del desperdicio de energía puede poner dólares en su bolsillo.

Hay tres formas sencillas de ahorrar energía:

Para matar a los vampiros de energía, primero debes comprender cómo funciona cada uno de estos métodos de conservación de energía. Los experimentos que siguen pueden ayudar a que las personas de todas las edades sean más conscientes de la energía; algunos incluso pueden mejorar sus resultados.

1. ¿Ducha o baño?
2. ¿Cuál es el mejor aislante?
3. Los efectos energéticos de la sombra y la pintura de la casa
4. hacer un calentador de agua solar
5. Energía eólica a electricidad
6. 5 ideas para experimentos sobre la conservación de energía

Necesitas energía para calentar el agua. Por lo tanto, si puedes limpiarte sin usar tanta agua caliente, ahorrarás. Pero, ¿qué gasta más agua caliente, un baño o una ducha? Este experimento te ayudará a determinar eso.

Pida a todos en su hogar que se bañen en lugar de ducharse cuando necesiten lavarse. Asegúrese de que cada persona deje el agua en la bañera cuando haya terminado. Luego verifique la altura del agua. Puedes marcarlo con un crayón de baño o con cinta de color. O puede medirlo con una regla y registrar el nivel.

A continuación, haz que todos tomen una ducha. (Esto funciona mejor si tiene una combinación de ducha y bañera). Pídales que tapen el desagüe antes de que comiencen para que no se agote el agua. Mida la cantidad de agua que queda en la tina cuando cada persona haya terminado y márquelo o regístrelo.

Ahora compare la cantidad promedio de agua utilizada para cada método. El que requiere menos agua es el que ahorrará más energía, y el que debe recomendar para su uso en el hogar.

Piense en formas en las que podría ahorrar aún más energía. ¿Qué pasa si cierras la ducha cuando te estás enjabonando? El uso de un cabezal de ducha de bajo flujo, que puede producir hasta un 72 por ciento menos de agua, también puede marcar la diferencia [fuentes: Energy Information Administration: Saving , titanheater.com ].

El aislamiento de su casa retiene el calor, por lo que hace funcionar la caldera con menos frecuencia cuando hace frío afuera. Sin embargo, el aislamiento también puede mantener las cosas frías: su refrigerador, por ejemplo, está aislado para mantener el calor afuera. De cualquier manera, el aislamiento ahorra energía al evitar que sus electrodomésticos tengan que trabajar tanto para mantener la temperatura. Este experimento te ayuda a descubrir qué materiales son los mejores aislantes.

Comience con dos cajas de zapatos de cartón. Pegue papel negro en el exterior de la parte inferior de cada uno. Coloque la parte superior de cada caja boca abajo en un lugar soleado. Coloque un termómetro en cada parte superior.

Ahora, coloque la parte inferior de una caja sobre la parte superior de modo que el papel negro mire hacia el sol. Esta caja sin aislamiento es su control. Muestra lo que sucede sin aislamiento.

Luego, tome el material que desea probar, déle forma para llenar completamente el fondo de la segunda caja y péguelo con cinta adhesiva para asegurarse de que permanezca en su lugar. Puede elegir casi cualquier material para probar, incluida la espuma de poliestireno, una toalla, capas de periódico, un trozo de plástico de burbujas o un poco de vellón artificial. Coloque la caja sobre la otra parte superior. Asegúrese de que las dos cajas reciban la misma cantidad de luz solar.

Después de 15 minutos, abra las cajas y registre la temperatura en cada una. El interior de la caja aislada debe estar más frío que la caja de control. Cuanto mayor es la diferencia de temperatura, mejor funciona el material como aislante. Repite el experimento con diferentes materiales. Finalmente, piense por qué algunos materiales aíslan mejor. Por ejemplo, tal vez atrapen espacios de aire muerto que no permiten que circule el calor [fuente: Administración de Información de Energía: Aislamiento].

¿Puede algo tan simple como la sombra de un árbol o la pintura ayudar a ahorrar en las facturas de energía del hogar? Este experimento ayudará a responder esa pregunta. La "casa" en este caso será una pequeña caja de cartón. Una bombilla de 100 vatios en una lámpara reflectora desempeñará el papel del sol.

Primero, configura la caja. Asegúrate de que tenga una tapa que cierre herméticamente. Poner un termómetro dentro para medir la temperatura. Luego, coloca la luz de modo que brille directamente sobre la caja. Después de 20 minutos, registra la temperatura dentro de la caja.

A continuación, coloque una planta de interior entre la lámpara y la caja para que su sombra descanse sobre la "casa". También puede usar ramas rotas de árboles o arbustos para esto, en lugar de una planta de interior; simplemente colóquelas en macetas con arena para proporcionar una sombra estable. Verifique la temperatura nuevamente después de 20 minutos. ¿La sombra mantuvo la caja más fresca? Pruebe diferentes plantas con diferentes tipos de hojas. ¿Cuál hace la mayor diferencia de temperatura?

Para probar el efecto energético de la pintura, tome dos cajas idénticas y pinte una blanca y otra negra o de un color oscuro. Coloque cada uno a la misma distancia de la luz y registre la temperatura en el interior después de 20 minutos. ¿Qué caja se calienta más? ¿Cómo afectaría esto al uso de energía si fuera una casa real?

Básicamente, elegir los árboles de sombra o el color de pintura exterior adecuados podría ayudar a ahorrar energía si mantienen una casa más fresca en verano y reducen la necesidad de aire acondicionado. En invierno, sin embargo, puede ser mejor no tener sombra, para que la casa pueda absorber el calor del sol. En ese caso, los árboles que pierden sus hojas en invierno podrían ser los mejores ahorradores de energía [fuente: Administración de Información de Energía: Sun ].

Puedes hacer tu propia agua caliente usando solo la energía del sol . Empezarás con una caja plana de aproximadamente 90 centímetros (3 pies) cuadrados y 5 o 7,5 centímetros (2 o 3 pulgadas) de profundidad. Pinta el interior de negro o cúbrelo con papel negro.

Luego, tome 20 pies (6 metros) o más de tubería negra flexible. Haz dos agujeros en los lados de la caja, uno cerca de una esquina y el otro cerca de la esquina opuesta. Inserte el extremo del tubo a través de un orificio. Forme el tubo en bucles planos que no se superpongan sino que suban y bajen por la parte inferior de la caja. Sigue repitiendo hasta que hayas usado la mayor parte de la longitud. Pase el extremo por el otro agujero.

Coloque una cubierta de vidrio en la caja. Pega los bordes para sujetarlo. Ahora tiene un colector solar como los que a veces puede ver en los tejados. Pon la caja al sol. Sumerja un extremo del tubo en un balde de agua. Chupe el otro extremo para llenar el tubo y comience una acción de sifón. Mantenga el extremo que chupó más bajo que el otro y deje que el agua gotee en otro recipiente. Use una pinza de ropa para engarzar el tubo y limitar el flujo a un goteo.

Coloque un termómetro en cada recipiente de agua para seguir el cambio de temperatura. ¿El ángulo de la caja hacia el sol hace alguna diferencia? ¿Qué sucede si usa un tubo más largo y hace más bucles? Cuanto más caliente sale el agua, más calor absorbe del sol. Si estuviera utilizando agua calentada de esta manera en su hogar, le quitaría la carga a su calentador de agua eléctrico, de gas o de aceite , ahorrando energía. [fuente: Benrey]

Es posible que hayas visto turbinas eólicas gigantes girando en las cimas de las colinas. Pues con este experimento, puedes hacer tu propio modelo de turbina para intentar generar electricidad a partir del viento .

Comience con un motor de corriente continua de 1,5 voltios. Estos motores alimentados por batería están disponibles en tiendas de pasatiempos o fuentes en línea. En su experimento, en lugar de usar electricidad para hacer girar el motor, hará girar el eje del motor con "viento" para generar electricidad. Monte el motor horizontalmente en una tabla con el eje sobresaliendo del borde.

Coge una hélice de aeromodelismo y fíjala al eje del motor, perpendicular a la tabla. Asegúrese de que la hélice encaje firmemente en el eje o se atornille hacia abajo para que cuando la hélice gire, gire el eje. Su "turbina eólica" está lista para generar energía.

Conecte los dos cables que vienen del motor a un voltímetro que mida hasta 5 voltios. Entre el motor y el voltímetro, conecte estos dos cables con una resistencia de 100 ohmios. Deberá quitar una pulgada de aislamiento de cada cable y soldar los cables de la resistencia (los cables que salen de cada extremo de la resistencia) a los cables pelados. Esta configuración es necesaria para permitir que el voltímetro mida con precisión la electricidad.

Coloque el motor y la hélice frente a un ventilador, que producirá el "viento". Cuando la hélice empiece a girar, comprueba el voltímetro. Le mostrará cuánta electricidad se está produciendo. Si no ve movimiento, o si la aguja del voltímetro intenta ir hacia la izquierda en lugar de hacia la derecha, retire los cables del voltímetro y vuelva a conectarlos, invirtiendo los lados. Vea cómo cambia el voltaje a medida que aumenta o disminuye la velocidad del ventilador.

Experimenta con diferentes tipos de hélices. ¿Las hélices más grandes o más pequeñas afectan la cantidad de electricidad producida? Intenta diseñar tu propia hélice. Experimente con múltiples cuchillas y cuchillas en diferentes ángulos. ¿Cuál produce la mayor cantidad de electricidad a una velocidad dada del viento? Las turbinas eficientes pueden aprovechar la energía eólica y conservar la energía de otras fuentes [fuente: Laboratorio Nacional de Energía Renovable ].

Estos experimentos están destinados a enseñarnos sobre los principios de conservación de la energía, pero también pueden sugerir aplicaciones prácticas. Por ejemplo, mi vecino tiene una piscina. En la primavera, toma un largo tramo de manguera de jardín y coloca bucles en el techo de la casa de la piscina orientada al sur. Es muy parecido al experimento del agua caliente solar. Durante el día, usa una bomba para hacer correr el agua de la piscina a través de la manguera y volver a entrar. La energía solar le permite mantener su piscina a una temperatura agradable y se mete al agua antes que nadie.

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Fuentes