Bài giảng KHTN 8 (Vật lý) - Trải nghiệm: Làm bình nước nóng sử dụng năng lượng mặt trời - Năm học 2023-2024 - Huỳnh Tấn Lộc

Nội dung text: Bài giảng KHTN 8 (Vật lý) - Trải nghiệm: Làm bình nước nóng sử dụng năng lượng mặt trời - Năm học 2023-2024 - Huỳnh Tấn Lộc

1. TIẾT TRẢI NGHIỆM KHTN: PHẦN VẬT LÝ 8 LÀM BÌNH NƯỚC NÓNG SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI Lớp 85 Năm học: 2023 - 2024 GV: Huỳnh Tấn Lộc
2. CHỦ ĐỀ DẠY HỌC TRẢI NGHIỆM Chế tạo thiết bị làm nóng nước bằng năng lượng Mặt trời. Chuẩn bị của Giáo viên: - 1 Mô hình mẫu gồm tất cả dụng cụ - 2 con dao nhỏ. giống như các nhóm - 4 thùng xốp. - Giáo án powerboint trình chiếu. - 8 tấm nhựa trong cứng - Một số tranh ảnh tư liệu liên quan đến - 3 thùng cactong bài. - 4 cuộn giấy bạc lớn - Một câu truyện nói về nhà bác học . - 1 cây sung bắn keo + keo silicon - 1 cuộn băng keo lớn
3. CHỦ ĐỀ DẠY HỌC TRẢI NGHIỆM Chế tạo thiết bị làm nóng nước bằng năng lượng mặt trời. Chuẩn bị của Học sinh: Chia làm 4 nhóm: Mỗi nhóm GV sẽ hướng dẫn HS chuẩn bị một số thiết bị sau: - 1 cuộn băng keo trong, - 2 tấm giấy giấy bạc gói quà. - 1 cây kéo, 1 chai keo
4. LẬP PHIẾU PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ Mỗi nhóm chia làm 3 nhóm nhỏ - Nhóm làm thùng giữ nhiệt. - Nhóm làm nắp thùng, - Nhóm làm máng hứng nhiệt.
5. CHỦ ĐỀ DẠY HỌC TRẢI NGHIỆM Chế tạo thiết bị làm nóng nước bằng năng lượng mặt trời Nguyên lý hoạt động của bếp năng lượng mặt trời tự tạo Nguyên lý của bếp năng lượng mặt trời khá đơn giản: Bạn sử dụng các tấm gương hứng ánh sáng mặt trời nhiều nhất có thể, sau đó hướng sự tập trung của ánh sáng vào hộp giữ nhiệt, nơi có tấm kính cho phép ánh sáng đi vào mang theo nhiệt lượng, và nhiệt lượng bị giữ lại bởi tấm kính, sau đó hấp thụ vào nồi nấu có lớp sơn tối màu, ánh sáng sẽ làm nóng nước hoặc làm chín thức ăn.
6. HOẠT ĐỘNG 1: KHỞI ĐỘNG (MỞ ĐẦU) - Giới thiệu tổng quan về thiết bị NLMT - Cho HS xem các ứng dụng NLMT - Kể cho HS nghe câu truyện TIA CHIẾU CỦA ARCHIMEDE. - Nhắc lại hiện tượng và định luật PHẢN XẠ ÁNH SÁNG trong chương trình KHTN 7
7. Tổng quan về thiết bị sử dụng năng lượng mặt trời. Năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng mà con người biết sử dụng từ rất sớm, nhưng ứng dụng NLMT vào các công nghệ sản xuất và trên quy mô rộng thì mới chỉ thực sự vào cuối thế kỷ 18 và cũng chủ yếu ở những nước nhiều năng lượng mặt trời, những vùng sa mạc. Từ sau các cuộc khủng hoảng năng lượng thế giới năm 1968 và 1973, NLMT càng được đặc biệt quan tâm. Các nước công nghiệp phát triển đã đi tiên phong trong việc nghiên cứu ứng dụng NLMT. Các ứng dụng NLMT phổ biến hiện nay bao gồm các lĩnh vực chủ yếu sau:
8. Sấy khô các sản phẩm nông Việt Nam có sản lượng nông nghiệp lớn. Vì thế nhu cầu sấy nghiệp khô nhanh các sản phẩm từ nông nghiệp rất cấp thiết. Vì vậy nhiều loại thiết bị sấy bằng năng lượng mặt trời đã và đang được nghiên cứu phát triển. Tuy nhiên các máy sấy còn hạn chế ở quy mô, thiết bị hiệu suất cao thì chi phí cũng cao. Vì thế không có mấy hộ nông dân có thể sở hữu máy sấy năng lượng mặt trời. Các thiết bị sấy bằng năng lượng mặt trời có nguyên lý hoạt động giống như hiệu ứng nhà kính. Nguồn nhiệt từ mặt trời bên trong hệ thống sấy cao hơn rất nhiều so với nhiệt độ bên ngoài. Vì thế, nông sản được đưa vào máy sấy sẽ nhanh khô hơn. Các thiết bị sấy tuy có quy mô khác nhau nhưng vẫn là có 4 bộ phận. Gồm buồng sấy, bộ phận thông gió và tải ẩm, bộ phận cấp liệu và lấy sản phẩm, bộ phận cấp nhiệt. Dù là thiết bị sấy năng lượng mặt trời thì cũng cần lắp thêm thiết bị hỗ trợ. Thiết bị này sẽ hoạt động khi không có nắng để đảm bảo độ sấy luôn đồng đều.
9. Ứng dụng của năng lượng mặt trời trong nấu ăn Bếp năng lượng mặt trời không có lửa nên không đốt cháy oxy, cũng không tạo ra khí CO2. Bếp được coi là sản phẩm thân thiện bảo vệ môi trường. Nhờ có bếp năng lượng mặt trời người sử dụng cũng tiết kiệm được nhiên liệu như gas, điện. Cũng không phải đi kiếm củi, chất đốt đỡ tốn sức lao động lại bảo vệ rừng. Nhược điểm lớn nhất của bếp năng lượng mặt trời là không thể nấu ăn những ngày mưa hay ban đêm
10. Tia chiếu của Archimedes Ông yêu cầu mỗi một phụ nữ đều phải đem gương soi của mình đến tập trung ở bờ biển. Tướng địch chỉ nhìn thấy rất nhiều phụ nữ, lệnh cho chiến thuyền tiến lên, chuẩn bị đánh. Đâu ngờ các gương soi hội tụ ánh sáng và đốt cháy các cánh buồm và cả thuyền. Từ những tướng chỉ huy đến bọn lính đều khiếp đảm, cho quân sĩ rút lui. Nước Syracuse lại chiến thắng. Nhân dân vô cùng sùng bái và kính trọng trí tuệ người công dân thông thái của mình - Acsimet.
11. HOẠT ĐỘNG 2: TIẾN HÀNH TẠO SẢN PHẨM
12. Bước 1: Tạo hộp giữ nhiệt - Chúng ta sử dụng thùng bánh kẹo cát tông (hoặc gỗ, tôn) để tạo một hộp giữ nhiệt như ở hình đưới đây.
13. - Lót giấy phản quang, giấy bạc hoặc gương tập trung năng lượng mặt trời - Để tận dụng tối đa năng lượng mặt trời, chúng ta sẽ sử dụng tấm phản quang như giấy bạc như hình dưới đây (Lưu ý với hộp giữ nhiệt nếu không dùng giấy tối màu thì bạn có thể sử dụng giấy bạc phản quang cũng được, tuy nhiên các em phải sử dụng nồi nấu có màu đen, tối màu để hấp thụ nhiệt)
14. Lót giấy bạc bên trong - Mặt trong hộp các em sử dụng giấy bạc lót xung quanh (trường hợp sử dụng công cụ nấu tối màu), hoặc loại giấy tối màu để hấp thụ nhiệt tốt nhất.
15. Bước 2: Tạo máng hứng nhiệt - Các em cắt 4 tấm bìa giấy khác cắt theo hình thang theo tỷ lệ khớp với hộp giữ nhiệt , đây chính là những tấm hứng ánh mắt trời tập trung vào hộp giữ nhiệt như hình dưới đây:
16. Bước 2: Lót giấy phản quang, giấy bạc hoặc gương tập trung năng lượng mặt trời – Để tận dụng tối đa năng lượng mặt trời, chúng ta sẽ sử dụng tấm phản quang như giấy bạc, gương bọc các tấm tập trung ánh sáng hình thang ở mép hộp, như hình dưới đây (Lưu ý với hộp giữ nhiệt nếu không dùng giấy tối màu thì bạn có thể sử dụng giấy bạc phản quang cũng được, tuy nhiên bạn phải sử dụng nồi nấu có màu đen, tối màu để hấp thụ nhiệt)
17. - Chỉnh góc các tấm lá hướng năng lượng mặt trời ở góc 450. - Bây giờ sử dụng dây thép, hoặc bằng cách nào đó, cố định các tấm hứng ánh sáng mặt trời để tập trung vào hộp giữ nhiệt ở mức 450. Trong trường hợp này các em dùng băng keo dán các cạnh bốn miếng hình thang này
18. Bước 3: Làm nắp đậy giữ nhiệt - Để tận dụng hiệu ứng nhà kính, tức là ánh sáng vào được nhưng nhiệt không thoát ra được bạn sử dụng 1 tấm kính cắt sao cho vừa với miệng hộp giữ nhiệt. Sau khi cho thức ăn vào thì bạn đậy tấm kính lên trên miệng hộp và cho ra nơi có nắng để bắt đầu sử dụng năng lượng mặt trời: