5 ideias para experimentos sobre conservação de energia

Estamos cercados por vampiros . Só que eles vivem de energia, não de sangue. Aquela TV de tela grande, seu computador, Xbox , forno, geladeira , fogão, micro -ondas – todos eles sugam energia. Alguns, como seu decodificador ou DVD player, são realmente macabros: eles bebem energia mesmo quando não estão em uso.

Esses monstros sedentos de poder podem causar sérios danos. Cerca de 70% de nossa energia vem de fontes não renováveis, como petróleo e gás natural. Quando eles se vão, eles se vão para sempre. Além disso, algumas fontes de energia, como as usinas de energia a carvão que geram quase metade da eletricidade dos EUA , liberam dióxido de carbono, que ameaça mudar o clima da Terra de maneiras perigosas [fonte: Dosomething.org ].

Os vampiros de energia também drenam os bolsos. Em 2011, cada americano gastou uma média de US$ 4.410 por ano em energia [fonte: Clayton ]. Colocar uma estaca no coração do desperdício de energia pode colocar dólares no seu bolso.

Existem três maneiras simples de economizar energia:

Para matar os vampiros de energia, primeiro você precisa entender como funciona cada um desses métodos de conservação de energia. Os experimentos que se seguem podem ajudar a tornar as pessoas de todas as idades mais experientes em energia – algumas podem até melhorar seus resultados.

1. Chuveiro ou banho?
2. Qual é o melhor isolante?
3. Os efeitos energéticos da sombra e da pintura da casa
4. Faça um aquecedor solar de água
5. Energia Eólica para Eletricidade
6. 5 ideias para experimentos sobre conservação de energia

Você precisa de energia para aquecer a água. Portanto, se você conseguir se limpar sem usar tanta água quente, economizará. Mas o que usa mais água quente, uma banheira ou um chuveiro? Este experimento irá ajudá-lo a determinar isso.

Peça a todos em sua casa que tomem banho em vez de tomar banho quando precisarem se lavar. Certifique-se de que cada pessoa deixe a água na banheira quando terminar. Em seguida, verifique a altura da água. Você pode marcá-lo com um giz de cera ou com fita colorida. Ou você pode medi-lo com uma régua e registrar o nível.

Em seguida, faça com que todos tomem um banho. (Isso funciona melhor se você tiver uma combinação de chuveiro/banheira.) Peça-lhes para fechar o ralo antes de começar, para que a água não acabe. Meça a quantidade de água que resta na banheira quando cada pessoa terminar e marque ou registre.

Agora compare a quantidade média de água usada para cada método. O que exigiu menos água é o que economizará mais energia - e o que você deve recomendar para uso em sua casa.

Pense em maneiras de economizar ainda mais energia. E se você desligar o chuveiro quando estiver se ensaboando? Usar um chuveiro de baixo fluxo, que pode liberar até 72% menos água, também pode fazer a diferença [fontes: Energy Information Administration: Saving , titanheater.com ].

Isolar sua casa mantém o calor, então você liga o forno com menos frequência quando está frio lá fora. No entanto, o isolamento também pode manter as coisas frias – sua geladeira, por exemplo, é isolada para manter o calor do lado de fora. De qualquer forma, o isolamento economiza energia , evitando que seus aparelhos tenham que trabalhar tanto para manter a temperatura. Este experimento ajuda você a descobrir quais materiais são os melhores isolantes.

Comece com duas caixas de sapato de papelão. Cole papel preto na parte externa da parte inferior de cada um. Coloque a parte superior de cada caixa de cabeça para baixo em um local ensolarado. Coloque um termômetro em cada topo.

Agora, encaixe o fundo de uma caixa sobre o topo para que o papel preto fique voltado para o sol. Esta caixa não isolada é o seu controle. Mostra o que acontece sem isolamento.

Em seguida, pegue o material que deseja testar, molde-o para preencher completamente o fundo da segunda caixa e cole-o com fita adesiva para garantir que fique no lugar. Você pode escolher quase qualquer material para testar, incluindo isopor, uma toalha, camadas de jornal, um pedaço de plástico-bolha ou algum lã artificial. Encaixe a caixa sobre a outra parte superior. Certifique-se de que as duas caixas recebam a mesma quantidade de luz solar.

Após 15 minutos, abra as caixas e registre a temperatura em cada uma. O interior da caixa isolada deve ser mais frio que a caixa de controle. Quanto maior a diferença de temperatura, melhor o material funciona como isolante. Repita o experimento com diferentes materiais. Finalmente, pense por que alguns materiais isolam melhor. Por exemplo, talvez eles prendam espaços de ar mortos que não permitem que o calor circule [fonte: Energy Information Administration: Insulation (em inglês)].

Algo tão simples como a sombra de uma árvore ou pintura pode ajudar a economizar nas contas de energia domésticas? Este experimento ajudará a responder a essa pergunta. A "casa" neste caso será uma pequena caixa de papelão. Uma lâmpada de 100 watts em uma lâmpada refletora fará o papel do sol.

Primeiro, monte a caixa. Certifique-se de que ele tenha uma tampa que feche bem. Coloque um termômetro dentro para medir a temperatura. Em seguida, organize a luz de forma que ela brilhe diretamente na caixa. Após 20 minutos, registre a temperatura dentro da caixa.

Em seguida, coloque uma planta de casa entre a lâmpada e a caixa para que sua sombra repouse na "casa". Você também pode usar galhos quebrados de árvores ou arbustos para isso, em vez de uma planta de casa - apenas coloque-os em vasos de areia para fornecer sombra estável. Verifique a temperatura novamente após 20 minutos. A sombra manteve a caixa mais fresca? Experimente plantas diferentes com diferentes tipos de folhas. Qual faz a maior diferença na temperatura?

Para testar o efeito de energia da tinta, pegue duas caixas idênticas e pinte uma de branco e outra de preto ou de cor escura. Coloque cada um a uma distância igual da luz e registre a temperatura interna após 20 minutos. Qual caixa fica mais quente? Como isso afetaria o uso de energia se fosse uma casa real?

Basicamente, escolher a sombra certa das árvores ou a cor da pintura externa pode ajudar a economizar energia se mantiver a casa mais fresca no verão e reduzir a necessidade de ar condicionado. No inverno, no entanto, pode ser melhor não ter sombra, para que a casa possa absorver o calor do sol. Nesse caso, as árvores que perdem as folhas no inverno podem ser as melhores economizadoras de energia [fonte: Energy Information Administration: Sun ].

Você pode fazer sua própria água quente usando apenas o poder do sol . Você começará com uma caixa plana com cerca de 90 centímetros quadrados e 5 ou 7,5 centímetros de profundidade. Pinte o interior de preto ou forre-o com papel preto.

Em seguida, pegue 20 pés (6 metros) ou mais de tubo preto flexível. Faça dois furos nas laterais da caixa, um perto de um canto e outro perto do canto oposto. Insira a extremidade do tubo através de um orifício. Molde o tubo em alças planas que não se sobreponham, mas passem para cima e para baixo no fundo da caixa. Continue fazendo o loop até que você tenha usado a maior parte do comprimento. Passe a ponta pelo outro furo.

Coloque uma tampa de vidro na caixa. Tape as bordas para prendê-lo. Agora você tem um coletor solar como os que às vezes você vê nos telhados. Coloque a caixa ao sol. Mergulhe uma extremidade do tubo em um balde de água. Chupe na outra extremidade para encher o tubo e inicie uma ação de sifão. Mantenha a ponta que você chupou mais baixa que a outra e deixe a água escorrer para outro recipiente. Use um prendedor de roupa para apertar o tubo e limitar o fluxo a um gotejamento.

Coloque um termômetro em cada recipiente de água para acompanhar a mudança de temperatura. O ângulo da caixa em direção ao sol faz diferença? E se você usar um pedaço maior de tubo e fizer mais voltas? Quanto mais quente a água sai, mais calor ela absorve do sol. Se você estivesse usando água aquecida dessa maneira em sua casa, você tiraria a carga do seu aquecedor elétrico, a gás ou a óleo , economizando energia. [fonte: Benrey]

Você pode ter visto turbinas eólicas gigantes girando no topo das colinas. Bem, com este experimento, você pode fazer seu próprio modelo de turbina para tentar gerar eletricidade a partir do vento .

Comece com um motor de corrente contínua de 1,5 volts. Esses motores movidos a bateria estão disponíveis em lojas de hobby ou fontes online. Em seu experimento, em vez de usar eletricidade para girar o motor, você estará girando o eixo do motor com "vento" para gerar eletricidade. Monte o motor horizontalmente em uma placa com o eixo estendendo-se sobre a borda.

Pegue uma hélice de aeromodelo e fixe-a no eixo do motor, perpendicular à prancha. Certifique-se de que a hélice se encaixe firmemente no eixo ou aparafuse para baixo de modo que quando a hélice girar, ela gire o eixo. Sua "turbina eólica" está pronta para gerar energia.

Conecte os dois fios que saem do motor a um voltímetro que mede até 5 volts. Entre o motor e o voltímetro, conecte esses dois fios usando um resistor de 100 ohms. Você precisará remover uma polegada de isolamento de cada fio e soldar os fios do resistor (os fios que saem de cada extremidade do resistor) aos fios desencapados. Essa configuração é necessária para permitir que o voltímetro meça a eletricidade com precisão.

Coloque o motor e a hélice na frente de um ventilador, que produzirá o "vento". Quando a hélice começar a girar, verifique o voltímetro. Ele mostrará quanta eletricidade está sendo produzida. Se você não vir nenhum movimento, ou se a agulha do voltímetro tentar ir para a esquerda em vez da direita, remova os fios do voltímetro e reconecte-os, invertendo os lados. Veja como a tensão muda à medida que a velocidade do ventilador aumenta ou diminui.

Experimente com diferentes tipos de hélices. As hélices maiores ou menores afetam a quantidade de eletricidade produzida? Tente projetar sua própria hélice. Experimente com várias lâminas e lâminas em diferentes ângulos. Qual produz mais eletricidade a uma determinada velocidade do vento? Turbinas eficientes podem aproveitar a energia eólica e conservar energia de outras fontes [fonte: National Renewable Energy Laboratory ].

Esses experimentos pretendem nos ensinar sobre os princípios de conservação de energia, mas também podem sugerir aplicações práticas. Por exemplo, meu vizinho tem uma piscina. Na primavera, ele pega um longo pedaço de mangueira de jardim e enrola no telhado de sua casa com piscina virada para o sul. É muito parecido com o experimento da água quente solar. Durante o dia, ele usa uma bomba para fazer a água da piscina passar pela mangueira e voltar. A energia solar permite que ele mantenha a temperatura da piscina confortável e ele entre na água mais cedo do que qualquer outra pessoa.

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