2o Γυμνάσιο Μεταμόρφωσης Σχολικό έτος : 2017-2018 Τάξη: Γ 2 α ΜΑΘΗΜΑ: ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΥΠΕΥΘΥΝΟΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ: ΣΠΑΝΤΙΔΑΚΗΣ ΑΝΤΩΝΙΟΣ ΤΙΤΛΟΣ ΕΡΕΥΝΑΣ : Η ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΤΟΥ ΝΕΡΟΥ ΑΝΑΛΟΓΑ ΜΕ ΤΟΝ ΧΡΟΝΟ ΘΕΡΜΑΝΣΗΣ ΤΟΥ. ΜΕΛΗ : ΠΕΤΡΑΚΗ ΕΙΡΗΝΗ ΡΑΖΑ ΕΛΕΝΗ ΜΑΡΙΑΛΕΝΑ ΣΠΥΡΟΥ
ΠΡΟΛΟΓΟΣ Η ομάδα μας επέλεξε το συγκεκριμένο θέμα έρευνας, για να ασχοληθούμε περισσότερο με μία από τις κυριότερες ήπιες μορφές ενέργειας. Η ηλιακή ενέργεια και μία από τις εφαρμογές της που επιλέξαμε, είναι ο ηλιακός θερμοσίφωνας. Στην γραπτή έκθεσή μας θα σας παρουσιάσουμε, θεωρητικές πληροφορίες για τους ηλιακούς θερμοσίφωνες και το πείραμα που εκτελέσαμε, στο πλαίσιο του ερευνητικού μέρους του θέματός μας.
ΧΡΟΝΟΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΕΡΓΑΣΙΩΝ
Περιγραφή του προβλήματος Η εργασία μας στηρίζεται στην προσπάθεια να μελετηθεί πόσος χρόνος χρειάζεται για να θερμανθεί το νερό αλλά επίσης κατά πόσο αυξάνεται σε σχέση με τον χρόνο. Η έρευνα πραγματοποιήθηκε με τη βοήθεια της ηλιακής ενέργειας. Καθορισμός μεταβλητών :Οι μεταβλητές του πειράματος είναι οι εξής: ΑΝΕΞΑΡΤΗΤΗ ΜΕΤΑΒΛΗΤΗ: ΧΡΟΝΟΣ ΘΕΡΜΑΝΣΗΣ ΝΕΡΟΥ ΕΞΑΡΤΗΜΕΝΗ ΜΕΤΑΒΛΗΤΗ: ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΝΕΡΟΥ ΣΤΑΘΕΡΕΣ ΜΕΤΑΒΛΗΤΕΣ: ΤΟ ΜΕΓΕΘΟΣ, ΤΟ ΣΧΗΜΑ, ΤΟ ΥΛΙΚΟ ΤΟΥ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟΥ ΚΑΙ ΤΟ ΠΑΧΟΣ ΤΩΝ ΤΟΙΧΩΜΑΤΩΝ ΤΟΥ ΤΟ ΕΙΔΟΣ ΤΗΣ ΦΩΤΕΙΝΗΣ ΠΗΓΗΣ (ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΣ) ΤΟ ΠΑΧΟΣ ΤΟΥ ΧΡΩΜΑΤΟΣ ΠΟΥ ΘΑ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΣΟΥΜΕ
Μερικά από τα θέματα που πραγματεύεται η έρευνα Τρόπος μέτρησης θερμοκρασίας του νερού Η ισχύς της φωτεινής πηγής και η απόστασή της από το αντικείμενο Διάφορα είδη και χαρακτηριστικά χρωμάτων ΚΟΙΝΩΝΙΚΕΣ ΑΝΑΓΚΕΣ ΠΟΥ ΕΞΥΠΗΡΕΤΕΙ Η ΣΥΓΚΕΚΡΙΜΕΝΗ ΕΡΕΥΝΑ Ο ηλιακός θερμοσίφωνας χρησιμοποιείται για πάνω από 40 χρόνια στη χώρα μας, με μεγάλη επιτυχία. Η συντριπτική πλειοψηφία των καινούριων οικοδομών έχει εγκατάσταση για ηλιακό θερμοσίφωνα και μέχρι το 2012, το 37,6% των νοικοκυριών χρησιμοποιούσε ηλιακό θερμοσίφωνα για την θέρμανση νερού. Ο ηλιακός θερμοσίφωνας έχει πολλά πλεονεκτήματα με κορυφαίο την παραγωγή ενέργειας με οικονομικό και φιλικό προς το περιβάλλον τρόπο. Ας δούμε τα βασικότερα: η αξιόπιστη τεχνολογία του. Έχει δοκιμαστεί εδώ και δεκαετίες, ενώ βελτιώνονται συνεχώς τα χαρακτηριστικά του. Επίσης υπάρχουν αρκετές σοβαρές εταιρείες κατασκευής και στην Ελλάδα, με μεγάλη τεχνογνωσία και ισχυρή εξαγωγική δραστηριότητα. Με τον ηλιακό θερμοσίφωνα εξοικονομούμε αρκετά χρήματα, αφού έχει υπολογιστεί πως ένα νοικοκυριό ξοδεύει περίπου το 5,7% της ετήσιας ηλεκτρικής ενέργειας για την θέρμανση του νερού.μία οικογένεια 4 ατόμων έχει κάνει απόσβεση σε 3-5 χρόνια το κόστος για την αγορά και την εγκατάσταση ενός ηλιακού θερμοσίφωνα. Η Ελλάδα είναι χώρα με μεγάλη ηλιοφάνεια όλον τον χρόνο και η παραγωγή ζεστού νερού από τον ηλιακό θερμοσίφωνα μπορεί να είναι αδιάκοπη. Ακόμα και σε περιοχές που επικρατούν πολύ χαμηλές θερμοκρασίες τον χειμώνα ή η συννεφιά κρατάει για ημέρες, υπάρχουν κατάλληλοι τύποι ηλιακού θερμοσίφωνα, που με την σωστή συντήρηση, μπορούν να παράγουν ζεστό νερό τις περισσότερες μέρες του χρόνου. Με αυτόν τον τρόπο, το να έχετε ζεστό νερό δεν εξαρτάται ούτε από το δίκτυο ηλεκτροδότησης,
ούτε από την χρήση καυσίμου που θα θερμάνει το νερό του μπόϊλερ. Η ηλιακή ενέργεια είναι αστείρευτη και δωρεάν. Η μετατροπή της ηλιακής ενέργειας σε θερμική ενέργεια που γίνεται στον ηλιακό συλλέκτη, έχει μικρές απώλειες, σε σχέση με τους άλλους τρόπους θέρμανσης του νερού. Σήμερα με την εξέλιξη της τεχνολογίας του ηλιακού συλλέκτη, περίπου το 80% της ηλιακής ενέργειας μετατρέπεται σε θερμική ενέργεια. Η προστασία του περιβάλλοντος είναι ένα θέμα που αφορά όλους μας. Με την χρήση ηλιακού θερμοσίφωνα επιλέγουμε και με οικολογική συνείδηση, αφού χρησιμοποιούμε μία από τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, και όχι χρήση καυσίμου για την θέρμανση του νερού.
ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΩΝ ΟΡΙΩΝ ΠΕΡΙΟΡΙΣΜΟΙ ΤΟ ΠΕΙΡΑΜΑ ΘΑ ΓΙΝΕΙ ΜΕ ΘΕΡΜΟΜΕΤΡΟ ΝΕΡΟΥ ΤΟ ΧΡΩΜΑ ΠΟΥ ΘΑ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΣΟΥΜΕ ΘΑ ΕΙΝΑΙ ΜΑΥΡΗ ΤΕΜΠΕΡΑ ΩΣΤΕ ΝΑ ΕΙΝΑΙ ΠΙΟ ΕΥΚΟΛΟ ΣΤΗΝ ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗ ΤΗΣ ΗΛΙΑΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΤΟ ΠΕΙΡΑΜΑ ΘΑ ΚΡΑΤΗΣΕΙ ΣΥΝΟΛΟ 30 ΛΕΠΤΑ ΚΑΙ Η ΚΑΤΑΓΡΑΦΗ ΤΗΣ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ ΘΑ ΓΙΝΕΤΑΙ ΚΑΘΕ 10 ΛΕΠΤΑ ΙΣΤΟΡΙΚΗ ΑΝΑΔΡΟΜΗ (ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΟ ΥΛΙΚΟ) Ο ηλιακός θερμοσίφωνας άρχισε να χρησιμοποιείται μετά την πετρελαϊκή κρίση της δεκαετίας του '70 και ιδιαίτερα τη δεκαετία του '80 άρχισε να χρησιμοποιείται ευρύτατα στις χώρες με ηλιοφάνεια. Στην Κύπρο αναλογεί ένας ηλιακός θερμοσίφωνας για κάθε πέντε κατοίκους, ενώ στο Ισραήλ η χρήση τους είναι υποχρεωτική στις καινούργιες οικοδομές. Σε πολλές άλλες χώρες η χρήση τους επιδοτείται. Στην Ελλάδα η διάδοση των ηλιακών συσκευών είναι πολύ εντυπωσιακή: το πρώτο μοντέλο λανσαρίστηκε το 1974, το 1980 υπήρχαν εγκατεστημένα περίπου εκατόν πενήντα χιλιάδες τετραγωνικά μέτρα συλλεκτών και το 2004 περίπου τρία εκατομμύρια τετραγωνικά μέτρα συλλεκτών. Μέρος της επιτυχίας αυτής των ηλιακών θερμοσιφώνων στην Ελλάδα οφείλεται στα φορολογικά κίνητρα που είχε θεσπίσει το Ελληνικό κράτος. Σήμερα οι ηλιακοί θερμοσίφωνες χρησιμοποιούνται από περισσότερους από ένα εκατομμύριο καταναλωτές. Μέχρι και τα τελευταία χρόνια, η Ελλάδα ήταν απ' τις κύριες κατασκευάστριες χώρες ηλιακών θερμοσιφώνων.
ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑΣ ΠΕΙΡΑΜΑΤΑ Επιλογή της κατάλληλης επιστημονικής μεθόδου Σχεδιασμός της ερευνητικής διαδικασίας Δημιουργία καταλόγου υλικών, οργάνων, συσκευών, εργαλειών Σχεδιασμός και κατασκευή δοκιμιών Εκτέλεση του πειράματος Ανάλυση και παρουσίαση αποτελεσμάτων ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΥΛΙΚΩΝ ένα μικρό παραλληλεπίπεδο κουτί με καπάκι, με διαστάσεις περίπου 30x25x10 εκ. ή μεγαλύτερο περίπου 3-4 μ. μαλακό πλαστικό λάστιχο 14-16 χιλ. εσωτερικής διαμέτρου, είτε διάφανο λάστιχο που θα βαφτεί μαύρο είτε μαύρο λάστιχο ποτίσματος μικρής διατομής 2 ή 3 πλαστικές πιπέτες με το στόμιό τους να ταιριάζει στη διατομή των 14-16 χιλ. του πλαστικού λαστίχου. Οι πιπέτες αυτές χρησιμοποιούνται για να συνδέουν λάστιχα ποτίσματος σε μεγαλύτερα λάστιχα για πότισμα στους κήπους ή στα χωράφια μαύρη τέμπερα ή μαύρη πλαστική μπογιά και αλουμινόχαρτο ένα άδειο πλαστικό μπουκάλι 1,5 ή 2 λίτρων ένα κομμάτι πλεξιγκλάς, όσο και το κουτί μας λίγο σύρμα και ένα σωληνάριο σιλικόνη ένα κομμάτι φελιζόλ και μερικές οδοντογλυφίδες ψαλίδι, κοπίδι, χάρακα, μαρκαδόρο ή μολύβι ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΗΣ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑΣ 1. ΚΟΨΙΜΟ ΤΟΙΧΩΝ ΚΑΙ ΒΑΣΗΣ 2. ΒΑΨΙΜΟ ΜΕ ΜΑΥΡΗ ΤΕΜΠΕΡΑ 3. ΚΟΛΛΗΣΗ ΤΩΝ ΤΟΙΧΩΝ ΚΑΙ ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΚΟΥΤΙΟΥ 4. ΤΟΠΟΘΕΤΗΣΗ ΣΩΛΗΝΑΡΙΟΥ ΣΤΟ ΕΣΩΤΕΡΙΚΟ ΤΟΥ ΚΟΥΤΙΟΥ 5. ΣΥΝΔΕΣΗ ΜΕ ΤΟ ΜΠΟΥΚΑΛΙ ΓΕΜΙΣΜΕΝΟ ΜΕ ΝΕΡΟ 6. ΚΑΛΥΨΗ ΚΟΥΤΙΟΥ ΜΕ ΠΛΕΞΙΓΚΛΑ 7. ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΕΡΕΥΝΑ ΑΦΗΣΑΜΕ ΤΟ ΜΠΟΥΚΑΛΙ ΜΕ ΤΟ ΝΕΡΟ ΣΤΟΝ ΗΛΙΟ ΚΑΙ ΠΗΡΑΜΕ ΤΙΣ ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ 8. ΚΑΝΑΜΕ ΚΑΤΑΓΡΑΦΗ ΤΩΝ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΑΜΕ ΚΑΙ ΚΑΤΑΛΗΞΑΜΕ ΣΤΑ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΜΑΣ
ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΕΡΕΥΝΑΣ ΚΑΙ ΓΡΑΦΙΜΑ
ΠΗΓΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΣΗΣ http://efepereth.wikidot.com/serpentine-solar-water-heater https://www.irantousis.gr/06_texnologia_g_taksis/04_grapti_ergasia_ https://el.wikipedia.org/wiki/%ce%97%ce%bb%ce%b9%ce%b1%ce%ba%cf%8c%cf%82_% CE%B8%CE%B5%CF%81%CE%BC%CE%BF%CF%83%CE%AF%CF%86%CF%89%CE%BD%CE%B1 %CF%82 https://www.omastoras.gr/ηλιακος-θερμοσιφωνας-πλεονεκτηματα/