5 idées d'expériences sur la conservation de l'énergie

Nous sommes entourés de vampires . Seulement, ils vivent d'énergie, pas de sang. Ce téléviseur grand écran, votre ordinateur, votre Xbox , votre fournaise, votre réfrigérateur , votre cuisinière, votre four à micro -ondes -- ils consomment tous de l'énergie. Certains, comme votre décodeur câble ou votre lecteur DVD, sont vraiment macabres : ils consomment de l'énergie même lorsqu'ils ne sont pas utilisés.

Ces monstres avides de pouvoir peuvent faire de sérieux dégâts. Environ 70 % de notre énergie provient de sources non renouvelables comme le pétrole et le gaz naturel. Quand ils sont partis, ils sont partis pour de bon. En outre, certaines sources d'énergie, telles que les centrales électriques au charbon qui génèrent près de la moitié de l' électricité américaine , déversent du dioxyde de carbone, ce qui menace de modifier le climat de la Terre de manière dangereuse [source : Dosomething.org ].

Les vampires énergétiques drainent également les portefeuilles. En 2011, chaque Américain a dépensé en moyenne 4 410 $ par an en énergie [source : Clayton ]. Mettre un enjeu au cœur du gaspillage d'énergie peut mettre de l'argent dans votre poche.

Il existe trois façons simples d'économiser de l'énergie :

Pour tuer les vampires énergétiques, vous devez d'abord comprendre le fonctionnement de chacune de ces méthodes de conservation de l'énergie. Les expériences qui suivent peuvent aider les personnes de tous âges à être plus énergivores - certaines peuvent même améliorer votre résultat net.

1. Douche ou bain ?
2. Quel est le meilleur isolant ?
3. Les effets énergétiques de l'ombre et de la peinture de la maison
4. Fabriquer un chauffe-eau solaire
5. De l'énergie éolienne à l'électricité
6. 5 idées d'expériences sur la conservation de l'énergie

Vous avez besoin d'énergie pour chauffer l'eau. Par conséquent, si vous pouvez vous nettoyer sans utiliser autant d'eau chaude, vous économiserez. Mais qui utilise le plus d'eau chaude, un bain ou une douche ? Cette expérience vous aidera à le déterminer.

Demandez à tous les membres de votre foyer de prendre un bain au lieu d'une douche lorsqu'ils ont besoin de se laver. Assurez-vous que chaque personne laisse l'eau dans la baignoire lorsqu'elle a terminé. Vérifiez ensuite la hauteur de l'eau. Vous pouvez le marquer avec un crayon de bain ou avec du ruban adhésif de couleur. Ou vous pouvez le mesurer avec une règle et enregistrer le niveau.

Ensuite, demandez à tout le monde de prendre une douche. (Cela fonctionne mieux si vous avez un combo douche/baignoire.) Demandez-leur de boucher le drain avant de commencer afin que l'eau ne s'écoule pas. Mesurez la quantité d'eau qui reste dans la baignoire lorsque chaque personne a terminé et marquez-la ou notez-la.

Comparez maintenant la quantité moyenne d'eau utilisée pour chaque méthode. Celui qui nécessite moins d'eau est celui qui économisera le plus d'énergie - et celui que vous devriez recommander pour une utilisation dans votre foyer.

Pensez à des façons d'économiser encore plus d'énergie. Et si vous fermiez la douche pendant que vous vous savonnez ? L'utilisation d'un pommeau de douche à faible débit, qui peut produire jusqu'à 72 % d'eau en moins, peut également faire la différence [sources : Energy Information Administration : Saving , titanheater.com ].

L'isolation de votre maison retient la chaleur, de sorte que vous faites fonctionner votre fournaise moins souvent lorsqu'il fait froid dehors. Cependant, l'isolation peut également garder les choses froides - votre réfrigérateur, par exemple, est isolé pour empêcher la chaleur d'entrer. Quoi qu'il en soit, l'isolation permet d'économiser de l'énergie en évitant à vos appareils de travailler aussi dur pour maintenir la température. Cette expérience vous aide à découvrir quels matériaux font les meilleurs isolants.

Commencez avec deux boîtes à chaussures en carton. Collez du papier noir à l'extérieur du bas de chacun. Placez le dessus de chaque boîte à l'envers dans un endroit ensoleillé. Poser un thermomètre sur chaque dessus.

Maintenant, placez le bas d'une boîte sur le dessus de sorte que le papier noir soit face au soleil. Cette boîte non isolée est votre contrôle. Il montre ce qui se passe sans isolation.

Ensuite, prenez le matériau que vous souhaitez tester, façonnez-le pour remplir complètement le fond de la deuxième boîte et collez-le pour vous assurer qu'il reste en place. Vous pouvez choisir presque n'importe quel matériau à tester, y compris la mousse de polystyrène, une serviette, des couches de papier journal, un morceau de papier bulle ou une toison artificielle. Montez la boîte sur l'autre dessus. Assurez-vous que les deux boîtes reçoivent la même quantité de lumière solaire.

Après 15 minutes, ouvrez les boîtes et notez la température dans chacune. L'intérieur de la boîte isotherme doit être plus frais que le boîtier de commande. Plus la différence de température est grande, plus le matériau fonctionne comme isolant. Répétez l'expérience avec différents matériaux. Enfin, réfléchissez aux raisons pour lesquelles certains matériaux isolent mieux. Par exemple, ils emprisonnent peut-être des espaces d'air morts qui ne permettent pas à la chaleur de circuler [source : Energy Information Administration : Isolation].

Quelque chose d'aussi simple que l' ombre d'un arbre ou de la peinture peut-il aider à économiser sur les factures d'énergie de la maison ? Cette expérience aidera à répondre à cette question. La "maison" dans ce cas sera une petite boîte en carton. Une ampoule de 100 watts dans une lampe à réflecteur jouera le rôle du soleil.

Tout d'abord, installez la boîte. Assurez-vous qu'il a un couvercle qui ferme hermétiquement. Mettez un thermomètre à l'intérieur pour mesurer la température. Disposez ensuite la lumière de manière à ce qu'elle éclaire directement la boîte. Après 20 minutes, notez la température à l'intérieur de la boîte.

Ensuite, placez une plante d'intérieur entre la lampe et la boîte afin que son ombre repose sur la "maison". Vous pouvez également utiliser des branches cassées d'arbres ou de buissons pour cela, au lieu d'une plante d'intérieur - placez-les simplement dans des pots de sable pour fournir une ombre stable. Vérifiez à nouveau la température après 20 minutes. L'ombre a-t-elle gardé la boîte plus fraîche? Essayez différentes plantes avec différents types de feuilles. Qu'est-ce qui fait le plus de différence de température ?

Pour tester l'effet énergétique de la peinture, prenez deux boîtes identiques et peignez-en une blanche et une noire ou une couleur foncée. Placez chacun à égale distance de la lumière et notez la température à l'intérieur après 20 minutes. Quelle boîte devient plus chaude ? Comment cela affecterait-il la consommation d'énergie s'il s'agissait d'une maison réelle ?

Fondamentalement, choisir les bons arbres d'ombrage ou la bonne couleur de peinture extérieure pourrait aider à économiser de l'énergie s'ils gardent une maison plus fraîche en été et réduisent le besoin de climatisation. En hiver, cependant, il peut être préférable de ne pas avoir d'ombre, afin que la maison puisse absorber la chaleur du soleil. Dans ce cas, les arbres qui perdent leurs feuilles en hiver pourraient être les meilleurs économes en énergie [source : Energy Information Administration : Sun ].

Vous pouvez produire votre propre eau chaude en utilisant uniquement la puissance du soleil . Vous commencerez avec une boîte plate d'environ 3 pieds (90 centimètres) de côté et 2 ou 3 pouces (5 ou 7,5 centimètres) de profondeur. Peignez l'intérieur en noir ou tapissez-le de papier noir.

Ensuite, prenez 20 pieds (6 mètres) ou plus de tube noir flexible. Faites deux trous sur les côtés de la boîte, l'un près d'un coin et l'autre près du coin opposé. Insérez l'extrémité du tube dans un trou. Façonnez le tube en boucles plates qui ne se chevauchent pas mais qui montent et descendent au fond de la boîte. Continuez à boucler jusqu'à ce que vous ayez utilisé la majeure partie de la longueur. Passez l'extrémité par l'autre trou.

Placez un couvercle en verre sur la boîte. Collez les bords pour le maintenir en place. Vous avez maintenant un capteur solaire comme ceux que l'on voit parfois sur les toits. Mettez la boîte au soleil. Plonger une extrémité du tube dans un seau d'eau. Aspirez à l'autre extrémité pour remplir le tube et déclencher une action de siphon. Gardez l'extrémité que vous avez aspirée plus basse que l'autre et laissez l'eau s'écouler dans un autre récipient. Utilisez une pince à linge pour sertir le tube et limiter le débit à un filet.

Placez un thermomètre dans chaque récipient d'eau pour suivre le changement de température. L'angle de la boîte vers le soleil fait-il une différence ? Et si vous utilisiez un morceau de tube plus long et que vous fassiez plus de boucles ? Plus l'eau qui sort est chaude, plus elle absorbe la chaleur du soleil. Si vous utilisiez de l'eau chauffée de cette façon dans votre maison, vous allégeriez la charge de votre chauffe-eau électrique, au gaz ou au mazout , économisant ainsi de l'énergie. [source : Benrey]

Vous avez peut-être vu des éoliennes géantes tourner au sommet des collines. Eh bien, avec cette expérience, vous pouvez fabriquer votre propre modèle de turbine pour essayer de générer de l'électricité à partir du vent .

Commencez avec un moteur à courant continu de 1,5 volt. Ces moteurs alimentés par batterie sont disponibles dans les magasins de loisirs ou en ligne. Dans votre expérience, au lieu d'utiliser l'électricité pour faire tourner le moteur, vous ferez tourner l'arbre du moteur avec le "vent" afin de générer de l'électricité. Montez le moteur horizontalement sur une planche avec l'arbre s'étendant sur le bord.

Prenez une hélice d'avion modèle réduit et fixez-la à l'arbre du moteur, perpendiculairement à la planche. Assurez-vous que l'hélice est bien ajustée sur l'arbre ou vissée de sorte que lorsque l'hélice tourne, elle tourne l'arbre. Votre « éolienne » est prête à produire de l'électricité.

Attachez les deux fils provenant du moteur à un voltmètre qui mesure jusqu'à 5 volts. Entre le moteur et le voltmètre, connectez ces deux fils à l'aide d'une résistance de 100 ohms. Vous devrez retirer un pouce d'isolant de chaque fil et souder les fils de la résistance (les fils provenant de chaque extrémité de la résistance) aux fils dénudés. Cette configuration est nécessaire pour permettre au voltmètre de mesurer avec précision l'électricité.

Placez le moteur et l'hélice devant un ventilateur, qui produira le "vent". Lorsque l'hélice commence à tourner, vérifiez le voltmètre. Il vous montrera combien d'électricité est produite. Si vous ne voyez aucun mouvement, ou si l'aiguille du voltmètre essaie d'aller vers la gauche au lieu de la droite, retirez les fils du voltmètre et remettez-les en inversant les côtés. Voyez comment la tension change lorsque la vitesse du ventilateur augmente ou diminue.

Expérimentez avec différents types d'hélices. Des hélices plus grandes ou plus petites affectent-elles la quantité d'électricité produite ? Essayez de concevoir votre propre hélice. Expérimentez avec plusieurs lames et des lames à différents angles. Laquelle produit le plus d'électricité à une vitesse de vent donnée ? Des éoliennes efficaces peuvent exploiter l'énergie éolienne et conserver l'énergie provenant d'autres sources [source : Laboratoire national des énergies renouvelables ].

Ces expériences sont destinées à nous enseigner les principes de conservation de l'énergie, mais elles peuvent également suggérer des applications pratiques. Par exemple, mon voisin a une piscine. Au printemps, il prend une longue longueur de tuyau d'arrosage et en pose des boucles sur le toit de son pool house orienté au sud. C'est un peu comme l'expérience de l'eau chaude solaire. Pendant la journée, il utilise une pompe pour faire couler l'eau de la piscine à travers le tuyau et la remettre à l'intérieur. L'énergie solaire lui permet de maintenir sa piscine à une température confortable et il entre dans l'eau plus tôt que quiconque.

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Sources