• Stel je een wereld voor waar geen elektriciteit is of geen toegang tot brandstoffen om te koken .
• Welke mogelijke manieren zou je kunnen gebruiken om voedsel te koken of om water te verwarmen?
• Een mogelijke oplossing is koken op zonne-energie, in dit geval zullen we ons concentreren op het concept van een parabolische zonneoven .
• Bespreek welke STEAM-rollen in deze situatie kunnen helpen: bijv. Optisch ingenieur, thermodynamica-wetenschapper, energie-ingenieur, voedingswetenschapper enz. Studenten kunnen deze rollen op zich nemen als ze dat willen .
• Korte introductie parabolen en hun eigenschappen.
• Een parabool is een curve waarbij een punt zich op gelijke afstand van een vast punt (de focus) en een vaste rechte lijn (de richtlijn ) bevindt.
• Gebruik de link voor een meer gedetailleerde uitleg en diagrammen
  https://www.mathsisfun.com/geometry/parabola.html
• Leg uit dat parabolen overal ter wereld worden aangetroffen, ook;
  
  • In de natuur
    
  • Architectuur
    
  • In het dagelijks leven zijn ze vooral handig om het licht van zaklampen, koplampen en gloeilampen te reflecteren en te focussen.
    

• Begeleid teams terwijl ze zorgvuldig de stapsgewijze instructies volgen om een kleine reflecterende parabolische zonneoven te bouwen .
• Als je dit buiten doet, kunnen studenten optioneel transparante acrylplaten gebruiken als bovenklep, wat helpt om warmte vast te houden. *Doe dit NIET als je een halogeenlamp gebruikt*.
• Stapsgewijze instructies voor leerlingen
  1. Knip een parabool met behulp van de sjabloon pagina voorzien
  2. Gebruik deze parabool als sjabloon om een paraboolvorm op elk van de 4 vellen A4-golfkarton te tekenen en knip de vormen vervolgens uit (elke groep heeft nu 4 individuele parabolen van golfkarton)
  3. Lijm twee van de parabolen aan elkaar om er een te maken met dubbele dikte, doe vervolgens hetzelfde met de andere twee parabolen
  4. Gebruik een spies om nauwkeurig een gat te maken door de focuspunten op elk van de 2 parabolen (gebruik opnieuw de paraboolsjabloon met het focuspunt gemarkeerd als een rode vlek)
  5. Gebruik de lijmstift om voorzichtig een kant van het A3 dunne karton in te smeren en 1 zijde van elke parabool met aluminiumfolie te bedekken. Zorg ervoor dat de glimmende kant naar buiten wijst en probeer rimpels te voorkomen omdat dit de effectiviteit van het reflecterende oppervlak zal verminderen.
  6. Wikkel de het dunne karton rond de gebogen randen van de parabolen en gebruik eventueel tape om het vast te zetten en de zonneoven te maken, het moet rondom de uiteinden van de parabolen worden gewikkeld om een soort parabolische trog te vormen.
     
  7. Schuif een spies door de pre-doorboorde focuspunten van elke parabool en zorg ervoor dat de spies dwars door de oven aan weerskanten uitsteekt
  8. Nu hebben ze een eenvoudige reflecterende parabolische zonne-oven met een kookspies ontworpen

• Test de parabolische zonne-ovens met marshmallows en thermometers. Kijk hoe snel de marshmallows smelten en / of welke eindtemperatuur de ovens bereiken.
• Stapsgewijze instructies voor leerlingen
  
  • 1. Het is tijd om te koken! Reig een of twee marshmallows op de spies. Zorg ervoor dat ze de folie niet raken, zodat het licht erop kan reflecteren
  • 2. Zet de oven zo dat deze naar de zon is gericht, of naar de halogeenlamp
  • *OPMERKING: wees extra voorzichtig als je een halogeenlamp gebruikt, deze kan veel warmte genereren en je kunt je verbranden. Gebruik beschermende handschoenen en draag een veiligheidsbril *
    *De afbeelding hieronder laat één kant van de kaart / folie-reflector weg*
    
  • Het is belangrijk om het proces dat plaatsvindt te verklaren; zonne-energie, in de vorm van zonlicht, wordt omgezet in warmte-energie die de marshmallows verwarmen en 'koken'.
  • De principes van het proces zijn;
    1. Geconcentreerd zonlicht: het reflecterend metalen oppervlak weerkaatst en centreert het zonlicht, de energie sterker is op het brandpunt waar de spies met marshmallows zich bevinden
    2. Het omzetten van lichtenergie naar warmte-energie: de interactie tussen de lichtenergie en ontvangende materiaal zet het licht om in warmte, dit heet geleiding
    3. Warmte-energie vasthouden: deze warmte-energie wordt nu 'gevangen' in de parabolische bak en naarmate er meer lichtenergie binnenkomt, wordt deze verder omgezet in warmte-energie. Dit proces kan worden versneld door de bovenkant van de parabolische oven te bedekken met de transparant acrylblad.
  • De parabolische zonne-oven laat de UV-lichtstralen binnen en zet ze vervolgens om in langere infrarood lichtstralen. Infraroodstraling heeft de juiste energie om water-, vet- en eiwitmoleculen in voedsel krachtig te laten trillen en opwarmen.
  • Het is niet de hitte van de zon die het voedsel kookt, en het is ook niet de omgevingstemperatuur buiten (hoewel dit de snelheid of de tijd die nodig is om te koken kan beïnvloeden), maar het zijn de zonnestralen die worden omgezet in warmte-energie die het voedsel koken.

Zodra alle groepen de taak hebben voltooid en hun ovens hebben getest, zal de leraar beslissen welke oven van de groep het beste werkte op basis van de bereikte temperatuur en / of het niveau waarin hun marshmallows werden gekookt.