阳光科学:制作披萨盒太阳能烤箱

来自科学伙伴的工程项目

核心概念
能量
太阳能
太阳
热量
烹饪
回收
 
引言
你有没有吃过在户外烹饪的食物,比如烧烤或露营时?在夏天,在户外享受美食,品尝自己烹饪的成果——无论是水果还是汉堡——都是一件非常有趣的事情。但是,你并不总是需要燃烧木材、木炭或燃气才能在户外烹饪。你知道你可以直接利用太阳能来烹饪食物吗?这可以通过太阳能烤箱来实现,这是一种低成本、环保的技术。在这个活动中,你将用一个披萨盒制作一个简单的太阳能烤箱来收集太阳光线,并为你烹饪美味的食物!
 
背景知识
太阳能烤箱利用太阳能——太阳发出的光和热——来烹饪食物。它们也可以用来巴氏消毒水,甚至消毒器械。太阳能烤箱是如何工作的?简单的答案是,它的设计目的是吸收比释放更多的热量。
 
你将在本次活动中制作的太阳能烤箱相对简单,由披萨盒、铝箔、保鲜膜和一张黑纸制成。你将从披萨盒盖上切出一个翻盖,并在该翻盖上铺上铝箔。这将把阳光反射到盒子里。你还将用保鲜膜密封开口。这个塑料“窗户”就像温室屋顶一样,允许(直接和反射的)阳光进入盒子,同时也保留热量。在盒子的底部,你将放置黑纸。这将充当吸热器,吸收直接和反射的阳光来加热它,从而加热放在它上面的食物。本次活动还包括制作美味的棉花糖夹心饼干的说明,你可以在自己的太阳能烤箱中加热它!
 
材料

  • 披萨盒(盒子越大,烤箱的效果应该越好。)

  • 铅笔或钢笔

  • 尺子

  • 美工刀(使用刀具和其他尖锐物品时,务必请成人协助。)

  • 铝箔

  • 白色胶水

  • 保鲜膜

  • 运输胶带或黑色电工胶带

  • 一张黑纸

  • 木制烤串或铅笔

  • 温暖、晴朗的一天(要用你的太阳能烤箱做饭,你需要阳光和相当温暖的室外温度——建议高于华氏85度,温度越高越好。而且不应该有风。)

  • 全麦饼干、棉花糖和一块巧克力(可选,如果你想在你的太阳能烤箱里做一些棉花糖夹心饼干。)

  准备工作


支持科学新闻

如果你喜欢这篇文章,请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅,你正在帮助确保未来关于塑造我们当今世界的发现和想法的有影响力的故事。


  • 如果需要,清理披萨盒,使其准备好成为太阳能烤箱。取出盒子随附的任何衬垫。

  • 建议在成人协助下使用美工刀。并且在使用太阳能烤箱烹饪时要小心,因为它会变得很热!

  步骤

  • 在披萨盒盖的顶部,画一个距离每个边缘大约一英寸的方块。

  • 请成人协助使用美工刀(并使用尺子作为直尺)小心地沿着你刚画的方块的每一边切割,除了沿着盒子铰链的一边。在方块的三侧将纸板完全切穿。然后沿着连接的一侧稍微向后折叠翻盖。

  • 用铝箔衬在纸板翻盖的内侧。将铝箔的边缘折叠在翻盖上以帮助将铝箔固定到位,并将铝箔粘在翻盖上。保持铝箔尽可能平整。你认为这种铝箔的目的是什么?

  • 用一层保鲜膜覆盖翻盖(在盖子上)形成的开口。使用运输胶带或黑色电工胶带将保鲜膜粘在开口的边缘。确保保鲜膜上没有孔,并且其所有边缘都完全粘在盖子上。你认为确保保鲜膜完全密封盖子的开口为什么重要?

  • 用铝箔覆盖盒子的内部,以便当你关上盒子时,整个内部都覆盖着铝箔。最简单的方法是用铝箔覆盖盒子的底部,然后也用铝箔覆盖盖子的内部(绕着塑料覆盖的开口)。将铝箔粘在适当的位置。你认为为什么要像这样用铝箔覆盖盒子的内部?

  • 将一张黑纸粘在盒子的底部,并将其放置在中心。这将充当你的太阳能烤箱的吸热器。你认为它将如何帮助烹饪你的食物?

  • 最后,使用木制烤串或铅笔(和一些胶带)将太阳能烤箱的盖子撑起,使其与盒子的其余部分成大约 90 度的角度。

  • 在炎热的天气(最好在至少华氏 85 度且无风的天气)将太阳能烤箱放在室外。烤箱会变得很热吗?

  • 额外:如果你想烤一个棉花糖夹心饼干,将一块全麦饼干掰成两半,然后在饼干的两半之间放一块棉花糖和一小块巧克力。将准备好的棉花糖夹心饼干放在一块比棉花糖夹心饼干稍大的小铝箔方块上(这将用作托盘),并将其放在你的太阳能烤箱中,放在黑纸的顶部。将太阳能烤箱放在室外,使其在至少 30 分钟的时间内获得充足的直射阳光,并保持其转向,使翻盖朝向太阳。当棉花糖变软时,你的棉花糖夹心饼干就应该可以吃了!你的太阳能烤箱需要多长时间才能烤好棉花糖夹心饼干?

  • 额外:你可以在烤箱设计中尝试调整很多变量,使其变得更好。你是否可以通过改变反射翻盖的角度、使用不同的材料来隔热或改变其形状或尺寸来提高你的太阳能烤箱的效率?

  • 额外:使用温度计来量化你的烤箱的效率;记录你的烤箱内部随时间变化的温度读数。它能变得有多热?这与真正的烤箱相比如何?

  • 额外:室外的天气会显著影响太阳能烤箱的性能。在温暖的日子里和在非常热的日子里,它的烹饪效果如何?晴天和阴天的效果如何?

  • 额外:在本次活动中,你制作了一个非常简单的箱式太阳能烤箱,但是你可以使用更高效的设计来构建另一个烤箱,使太阳能烤箱变得更热!查看“更多探索”部分中的第一个链接,了解更高效的设计。你能让太阳能烤箱的效率有多高?

[换行符] 
观察和结果
你的太阳能烤箱变热了吗?你有没有用你的烤箱烹饪出美味的棉花糖夹心饼干?
 
在本次活动中,你制作了一个简单的箱式太阳能烤箱,它应该能够在阳光充足、温暖的条件下烹饪棉花糖夹心饼干。在一些使用基于此设计制作的太阳能烤箱进行的试验中,在阳光充足的下午,温度为华氏 85 至 90 度时,棉花糖需要大约 30 至 35 分钟才能变得足够温暖,从而使其变软并融化一些巧克力,从而制作出美味的太阳能食物!在理想条件下,这种太阳能烤箱很容易加热到华氏 160 至 200 度左右。使用充足的直射阳光对于加热这种太阳能烤箱非常重要——阳光需要反射到烤箱中(主要来自覆盖铝箔的翻盖,但也来自盒子的内部),并且热量必须被塑料“窗户”捕获并保留在内部。这种热量也被黑纸吸收,以加热放在它上面的食物。
 
更多探索 太阳能,来自美国环境保护署
太阳能,来自 Kids & Energy ESD 保加利亚
现在你正在烹饪!,来自科学伙伴
太阳能海水淡化,来自科学伙伴
 

本次活动由科学伙伴合作推出

© . All rights reserved.