模拟太阳灶_物理知识

5．模拟太阳灶

太阳灶是利用太阳能辐射，通过聚光获取热量，进行炊事烹饪食物的一种装置。它不烧任何燃料，没有任何污染，正常使用时比蜂窝煤炉还要快；和煤气灶速度一致。我们现在就来做个游戏模拟下太阳灶的工作原理。

Tools　材料和工具

●锡纸（或大型纸质电容器中的铝薄，或多块香烟内包装纸）

●铁丝

●木棍

●线绳

●较长的细棍

●废弃圆弧底锅（或其他类似的容器，直径大一些较好，如果能找到较大的圆弧形锅盖更好）

●胶水或双面胶

●剪刀

●蜡块

●卷尺

Process　游戏步骤

（1）测量并记录锅的直径D和深度H（单位为厘米），将数据代入公式L=。计算出长度L，在细棍上距一端L处用笔作一标记；将锡纸在锅内沿锅底部用胶粘好构成反光面。

（2）在有阳光的天气里将锅拿到室外，使锅正对太阳。

（3）不要用身体挡着照在锅内的阳光，将手放在距锅底L远的地方感受一下（用带标记的细棍测量一下），你感觉到比较热了吗？

Physics　物理原理

太阳光具有能量，我们的装置是利用光的反射原理聚集能量的非常简易的太阳灶。在我们接收到的太阳能是太阳上的物质发生核反应产生的，这些能量通过热辐射的方式传递到地球。

想一想

1．太阳灶的应用有哪些？列举几个方面。

2．阳光较强的夏天中午，通常情况下每平方米能够接收到1000瓦左右的太阳能，你可以计算一下从理论上讲，我们的太阳灶能够接收多大功率的太阳能呢？

超级链接

人类利用太阳灶已有200多年的历史，特别是近二三十年来，世界各国都先后研制生产了各种不同类型的太阳灶。目前来说，太阳灶基本上可分为箱式太阳灶、平板式太阳灶、聚光太阳灶和室内太阳灶。前三种太阳灶均在阳光下进行炊事操作。

1．箱式太阳灶

箱式太阳灶根据黑色物体吸收太阳辐射较好的原理研制而成。它是一只典型的箱子，朝阳面是一层或二层平板bō璃盖板，安装在一个托盖条上，其目的是为了让太阳辐射尽可能多地进入箱内，并尽量减少向箱外环境的辐射和对流散热。里面放了一个挂条来挂放锅及食物。箱内表面喷刷黑色涂料，以提高吸收太阳辐射的能力。箱的四周和底部采用隔热保温层。箱的外表面可用金属或非金属，主要是为了抗老化和形状美观。整个箱子包括盖板与灶体之间用橡胶或密封胶堵严缝隙。使用时，盖板朝阳，温度可以达到100°C以上，能够满足蒸、煮食物的要求。这种太阳灶结构极为简单，可以手工制作，且不需要跟踪装置，能够吸收太阳的直射和散射能量，故产品价格十分低。但由于箱内温度较低，不能满足所有的炊事要求，推广应用受到很大限制。

箱式太阳灶

2．平板式太阳灶

利用平板集热器和箱式太阳灶的箱体结合起来就形平板式太阳灶。

平板集热器可以应用全bō璃真空管，它们均可以达到100℃以上，产生蒸汽或高温液体，将热量传入箱内进行烹调。普通拼版集热器如果性能很好也可以应用。例如盖板黑的涂料采用高质量选择性涂料，其集热温度也可以大到100℃以上。这种类型的太阳灶只能用于蒸煮或烧开水，大量推广应用也受到很大限制。

3．聚光太阳灶

聚光式太阳灶是将较大面积的阳光聚焦到锅底，使温度升到较高的程度，以满足炊事要求。这种太阳灶的关键部件是聚光镜，不仅有镜面材料的选择，还有几何形状的设计。最普通的反光镜为镀银或镀铝bō璃镜，也有铝抛光镜面和涤纶薄膜镀铝材料等。