Sabías que a meirande parte da enerxía que consume un vehículo se perde en forma de calor? E que o único xeito que temos de aproveitar a calor do Sol é para auga sanitaria? Imaxinaste poder aproveitar toda esta enerxía para producir electricidade en lugar de desbotala? Nesta experiencia coñecerás os dispositivos termoeléctricos, toda unha familia de materiais que permiten que isto esté cada vez máis ao noso alcance.

Imaxe

Cesta de materiais

Preme nos puntos interactivos da imaxe.

Mans á obra

Paso 1

• Visualizade o seguinte vídeo. Sabíades que se trata dunha investigación levada a cabo en Galicia e dirixida por galegos?

Remote video URL

 Paso 2

Agora imos aprender un pouquiño máis sobre estes materiais, experimentando na aula:

• Bota auga quente nun dos recipientes de aluminio e auga con xeo no outro.
• Xunta ambos recipientes, deixando as dúas placas Peltier (conectadas en serie) entre ambas. Observa o que acontece.

Paso 3

• Propón diferentes hipóteses sobre o funcionamento do dispositivo.

Paso 4

• Valida/Refuta as túas hipóteses realizando diferentes experimentos. Podes observar o que acontece se retiras as placas Peltier do medio das caixas de aluminio, se retiras só unha placa... Que acontece se botas a auga quente no recipiente que antes botaches o xeo e viceversa?

Paso 5

• Extrae conclusións sobre o acontecido, xustificándoas en base á experimentación. 

Paso 6

• Conecta unha pila a unha placa Peltier e toca ambas caras deste. Observa e describe o que acontece. (Ten coidado, non deixes moito tempo enchufado o módulo antes de tocalo, poderías queimarte). Son reversibles estes dispositivos?

Paso 7

• Pensade nun fenómeno no que se perda enerxía en forma de calor, e propoñede un deseño para tratar de aproveitala empregando os materiais termoeléctricos. É suficiente con que propoñades e argumentedes a vosa idea, non fai falla construír ningún dispositivo. Podedes realizar un bosquexo ou esquema de como colocaríades o módulo termoeléctrico na vosa aplicación.

Paso 8

Comunica os resultados. Redactade en grupo un pequeno informe sobre o observado e as conclusións obtidas. Recordade empregar unha linguaxe científica. O informe debe ser breve e incluír os seguintes apartados:

1. Introdución: Que observáches?
2. Hipóteses: Que hipóteses propuxéstes na clase? Cales decidistes verificar/refutar? Que experimentos deseñastes? 
3. Resultados: Que observastes ao modificar o deseño do dispositivo?
4. Análise de resultados: Como funcionan os dispositivos termoeléctricos? Razoa a resposta en base aos resultados obtidos.
5. Transferencia tecnolóxica: Deseñade un sistema de aproveitamento da enerxía nunha situación real. Indicade soamente a idea e un pequeno esquema/bosquexo.

Tips docentes

Consellos técnicos

 Non empregues cola termofusible nin ningún pegamento illante térmico para pegar os módulos Peltier no recipiente de aluminio, xa que mitigarías o efecto ao illar termicamente o módulo. Se o queres pegar emprega pasta conductiva ou uns puntiños pequenos de cola nas esquinas. Asegúrate de que quede ben pegado, que teña un bo contacto térmico.

 Conecta dúas placas Peltier en serie para o dispositivo de  transformación de calor en electricidade. Ten coidado coa polaridade (fíxate na cor dos cables).

 Asegúrate de que os lados con letras das dúas placas Peltier entran en contacto co mesmo recipiente de aluminio.

No seguinte vídeo podes ver un exemplo de deseño e funcionamento do dispositivo:

Remote video URL

Orientacións e variacións metodolóxicas

Os seguintes puntos son só consellos e posibles variacións que se poden adaptar mellor ás túas preferencias. Podes realizar todas as modificacións que consideres oportunas.

 O dispositivo funciona tamén con auga quente e auga do tempo, o xeo só axuda a que funcione mellor. Canto maior sexa a diferenza de temperatura, mellor funcionará.

 Para orientar ao alumnado na proposta de hipóteses, pódes lanzar as seguintes preguntas:

1. Como se está a transmitir a enerxía entre ambos recipientes?
2. Que acontecerá coa temperatura da auga de ambos?
3. Por que se move o motor?

 

 Ao intercambiar o recipiente quente e o frío, podes enchelos primeiro con auga do tempo e deixalos un minuto, para que volvan acadar a temperatura ambiente. 

 Ten moito coidado coa placa Peltier cando a conectas á fonte de alimentación, xa que aumenta a súa temperatura e pode chegar a queimar. Non deixes que o alumnado o utilice sen supervisión.

 O proxecto pode extenderse a unha colaboración entre os departamentos de Física e Química e Tecnoloxía. Na materia de Física e Química amosaríase o funcionamento dos materiais termoeléctricos e traballaríanse os conceptos enerxéticos, mentres que no de Tecnoloxía podería realizarse un proxecto sostible que se alimente con este tipo de dispositivos.

 Non é preciso visualizar o vídeo inicial para o desenvolvemento da práctica, o seu obxectivo é que o alumnado coñeza investigacións científicas que se realizan na súa contorna.

 Se queremos investigar un pouco máis, poderíamos estudar a relación entre a diferenza de temperatura entre as dúas caras dunha placa Peltier e o voltaxe que se xenera. Desconecta unha das placas do motor e mide a diferencia de potencial cun polímetro. Con isto poderías ter un proxecto para unha feira científica!

 A práctica pódese ampliar aínda máis se empregamos termómetros para medir a diferenza de temperatura que somos capaces de xerar entre as dúas caras dunha placa Peltier, cando a conectamos á fonte de alimentación.

 É posible eliminar a conversión de enerxía eléctrica en temperatura (punto 5 do método de traballo).

A túa clase nun clic

 

Implementa esta microsecuencia na túa aula Moodle (Descarga dispoñible en galego ou castelán).

Imaxe

Imaxe