Nauka To Lubię

Oficjalna strona Tomasza Rożka

Miesiąc: Sierpień 2014

Jak zbudować kuchenkę słoneczną?

Kuchenka słoneczna może działać cały rok. Co prawda zimą czy jesienią gotowanie w niej potraw zajmie nieco więcej czasu, ale wciąż jest możliwe. W takim urządzeniu gotuje bowiem nie wysoka temperatura otoczenia, tylko promienie słoneczne. Warunkiem działania kuchenki jest więc bezchmurne niebo, a nie upał.

Słońce dostarcza na powierzchnię Ziemi ogromną ilość energii. Co prawda tylko jej część przedziera się przez atmosferę, ale to i tak bardzo dużo. Gdyby wydobyć wszystkie paliwa kopalne (węgiel, ropę i gaz), zmagazynowana w nich energia równałaby się energii dostarczanej Ziemi przez Słońce zaledwie przez 50 dni.

Energię słoneczną wykorzystują rośliny w procesie fotosyntezy. My budujemy elektrownie słoneczne, ale w ten sposób na prąd czy ciepło przerabiamy zaledwie tysięczne części energii jaka dociera do powierzchni Ziemi. Jednym ze sposobów jej wykorzystania jest wybudowanie kuchenki słonecznej. Urządzenia, które wykorzystuje energię niesioną przez promienie Słońca do podnoszenia temperatury w garnku czy na patelni.

1. Umieść jeden karton w drugim, a pomiędzy ścianki włóż pogniecione gazety. Będą służyły jako izolator.

1

2. Wewnętrzny karton wyłóż czarnym matowym papierem lub folią. Następnie wytnij z kartonu cztery kwadraty, których bok będzie tej samej długości co bok większego kartonu. Przyklej do jednej z powierzchni kwadratów aluminiową srebrną folię. Staraj się aby folia była gładka, by nie miała żadnych nierówności. Ma być jak lustro.

2

3. Przyklej kartonowe kwadraty do brzegów większego kartonu tak, by były skierowane folią do góry…

3

4. … a następnie umieść je pod kątem 45 st. do pionu (albo podłoża). Boki kuchenki można podtrzymać na drewnianych nóżkach, albo na sznurkach, łączących je ze sobą. Kąt 45 st. gwarantuje, że największa ilość promieni słonecznych będzie kierowana do środka kuchenki, a to oznacza najwyższą temperaturę w jej środku.

4

5. Kuchenka gotowa. Możesz do niej włożyć garnek z daniem, które ma być ugotowane.

5

Co ważne, kuchenka może działać nie tylko latem. Co prawda zimą czy jesienią gotowanie w niej potraw zajmie więcej czasu, ale wciąż jest możliwe. W solarnej kuchence gotuje bowiem nie wysoka temperatura otoczenia, tylko promienie słoneczne. Warunkiem działania kuchenki jest więc bezchmurne niebo, a nie upał.

Rysunki w artykule pochodzą z serwisu wikiHow.com

3 komentarze do Jak zbudować kuchenkę słoneczną?

Dlaczego nam gorąco?

Lato powoli się kończy i zaczynamy tęsknić za upałami. Tymi samymi upałami, które były jeszcze kilkanaście dni temu takie uciążliwe. Dlaczego letnie temperatury są dla nas tak kłopotliwe, skoro jako gatunek wyewoluowaliśmy w Afryce, w klimacie nieporównywalnie gorętszym niż nawet najcieplejsze nasze polskie lato?

Nasze ciało ma temperaturę niecałych 37 st. C. Jesteśmy stałocieplni, a więc ta temperatura jest w miarę możliwości przez organizm utrzymywana. Gdy staje się to niemożliwe, zaczynamy wpadać w kłopoty. Zarówno wtedy, gdy temperatura ciała zaczyna spadać, jak i wtedy, gdy zaczyna rosnąć. Ale o tym za chwilę. To co może dziwić to fakt, że skoro nasze ciało ma ponad 36 st. C. dlaczego przy temperaturze np. 32 st. już czujemy dyskomfortowy gorąc. Na logikę, powinno nam być zimno, przecież „na zewnątrz” jest wciąż o 4 st C zimniej niż „w środku”.

Zaczęło się w Afryce

Nasze ciała, to jak wyglądają i jak funkcjonują, ukształtowały warunki jakie panują w Afryce. Domem naszych przodków była afrykańska sawanna. Żar lał się z nieba, było sucho, a cień był luksusem. Tak żyliśmy przez kilka milionów lat. I do takich warunków jesteśmy fizjologicznie  przystosowani. Człowiek z Afryki wyszedł zupełnie niedawno, nie więcej niż 150 tys. lat temu. W tak krótkim czasie ewolucja nie była w stanie przystosować np. Eskimosów do innych warunków środowiskowych. Gdyby rozebrać Eskimosa, w swoim środowisku, przeżyłby zaledwie kilka minut. Komfort cieplny, bez ubrań, odczuwamy w temperaturze około 25 st. C. W Polsce średnia roczna temperatura wynosi tymczasem około 8 st. C. W lecie nie więcej niż 18 st C. A to znaczy, że żyjemy w miejscu, do którego nie jesteśmy fizjologicznie przystosowani. Choć niektórych może pocieszać to, że niektórzy mają znacznie gorzej.

Do jakich temperatur nasz organizm jest zatem stworzony? Przyjmuje się, że zakres temperatur w jakim możemy funkcjonować to kilkanaście stopni „od dołu” do około 50 st. C „od góry”. Tak wysokie temperatury nie są dla organizmu człowieka problemem, o ile ma pod dostatkiem wody i o ile powietrze wokoło jest suche. Woda i suche otoczenie (powietrze) gwarantuje, że prawidłowo działa system chłodzenia, czyli pocenie. Odwodniony organizm nie ma czym się pocić. Gdy powietrze jest wilgotne, woda z powierzchni skóry nie chce parować. I tutaj właśnie tkwi odpowiedź, na zadane wyżej pytanie. W 30 st. C czujemy się źle, bo w naszej części świata jest zbyt wilgotno. Ta sama temperatura w klimacie suchym nie stanowiłaby problemu. Owszem, pot ściekałby nam po plecach, ale wraz z jego parowaniem, temperatura skóry obniżałaby się. System chłodzenia, zapewniałby komfort.

Chłodząca woda

Woda obniża temperaturę powierzchni z której paruje, bo do wyparowania potrzebuje energii. Gdy wyjdziemy mokrzy spod prysznica, albo z kąpieli w jeziorze, mimo wysokiej temperatury powietrza, może nam być chłodno. Takie uczucie będzie nam towarzyszyło dopóki nie wyschniemy. Człowiek potrafi wypacać aż litr wody na godzinę! Integralną częścią tego sprawnego systemu jest kilka milionów gruczołów potowych na ciele każdego z nas. Te nie działałyby tak skutecznie, gdyby były przykryte włosami. Dlatego, z drobnymi wyjątkami, nasze ciało jest nagie. To, że najwięcej włosów mamy na głowie, nie jest przypadkiem. W wyprostowanej pozycji, to na głowę właśnie świeci Słońce. Natura zadbała o to, by ją jak najlepiej izolować. Gdyby ludzie chodzili na czworakach, promienie słoneczne padałyby na ponad 20 proc. powierzchni ciała. W pozycji pionowej ogrzewają najwyżej kilka procent. Innymi słowy, wyprostowana, dwunożna postawa to kolejny dowód na przystosowanie do upałów a nie chłodów.

Ale wracając do gorącego lata. Gdy w wysokich temperaturach system chłodzenia nie nadąża, pozostaje schładzanie się z zewnątrz (zimna kąpiel), albo izolacja (cień, nakrycie ciała). Co jeżeli i to nie pomoże? Najkrócej mówiąc, czeka nas śmierć. Temperaturą krytyczną dla mózgu jest 40,5 st. C. Przy 41,5 st. C umieramy, bo w naszych komórkach ścina się białko. Ścina (fachowo mówiąc dochodzi do procesu denaturacji), znaczy, że zmienia swoją strukturę. Biorąc pod uwagę fakt, że białka to podstawowy budulec naszego ciała, w praktyce oznacza to, że organizm przestaje funkcjonować. I to równocześnie na wielu poziomach, od poziomu pojedynczych komórek rozpoczynając.

A co z organizmem człowieka dzieje się, gdy jest za zimno? Próbuje sam się ogrzać, przez szybkie drgania niektórych mięśni. To dreszcze. Mięśnie pracując, podnoszą swoją temperaturę. Gdy jest jednak za zimno, nawet, gdybyśmy się trzęśli jak osiki, nasze mięśnie nie są w stanie naprodukować wystarczającej ilości ciepła. I wtedy pozostaje odizolowanie się od niskiej temperatury (ubranie), albo znalezienie źródła ciepła. Jeżeli nie uda się tego zrobić, podobnie jak w przypadku przegrzania, czeka nas śmierć. Choć nie tak szybka jak w przypadku zbyt wysokiej temperatury.

Za ciepło, za zimno

I ostatnia sprawa. Dlaczego czujemy że nam gorąco nawet wtedy, gdy temperatura powietrza jest niższa, niż temperatura ciała? W pewnym sensie organizm człowieka jest maszyną, która przez to że działa, sama siebie ogrzewa. To nie tak, że są w nas specjalne „urządzenia”, których celem jest tylko i wyłącznie produkcja ciepła, które ma podtrzymywać stałą temperaturę. To raczej dzieje się przy okazji i na wielu poziomach. Wnętrze komórki, to jedna wielka fabryka. Każdy narząd ludzkiego (i nie tylko) ciała, ma konkretne zadanie do spełnienia. Serce pompuje krew, nerki ją oczyszczają, płuca są odpowiedzialne za dostarczenie tlenu krwi, a wątroba jest połączeniem magazynu, zakładu przetwórczego i fabryki odpowiedzialnej za wytwarzanie wielu niezbędnych do funkcjonowania ciała substancji. W każdym skrawku naszego ciała mają miejsce nieustanne reakcje chemiczne, których skutkiem najczęściej są reakcje fizyczne. Jesteśmy w ciągłym ruchu. Wszystko jest w ciągłym ruchu. Ten ruch – z kolei – powoduje wzrost temperatury. W największym skrócie można więc powiedzieć, że nasze ciało ogrzewa się samo poprzez reakcje, które do tego funkcjonowania są niezbędne. Ilość energii cieplnej jaką produkujemy jest całkowicie wystarczająca, by zapewnić coś w rodzaju równowagi, gdy temperatura powietrza wynosi około 25 st. C. Gdy temperatura jest wyższa, organizm musi włączyć chłodzenie. To wtedy powstaje wrażenie upału. Najpierw lekki, ale rosnący wraz ze wzrostem temperatury dyskomfort powoduje, że szukamy cienia, chłodnego otoczenia czy miejsca w którym jest ruch powietrza. W ten sposób wspomagamy naturalny system regulowania temperatury.

Poniżej 20 st C, potrzebne jest dodatkowe ogrzewanie. I znowu, moment w którym „system grzewczy” jest włączany, mózg sygnalizuje nam poprzez odczuwanie chłodu. Przy 20 st C nie jest to odczucie dokuczliwe, ale już w temperaturze 15 st C zaczyna nam być zimno. Chodzi o to samo, o co chodziło w przypadku zbyt wysokich temperatur, czyli o znalezienia cieplejszego miejsca, zakrycie odsłoniętych części ciała czy przejście do miejsca, w którym nie ma ruchu powietrza.

Człowiek rodził się w suchym i słonecznym klimacie. Po to by migrować w rejony w których temperatura jest zbyt niska, musiał się nauczyć korzystać z energii słonecznej zmagazynowanej w roślinach, a pośrednio także w zwierzętach (np. spalać drewno, a później paliwa kopalne). Musiał się także nauczyć wytwarzać ubrania. Bez nich, pomarlibyśmy z zimna. Nie udałoby się to, gdyby nie inteligencja „żyjąca” w mózgu. Ciekawe, bo to właśnie mózg trzeba szczególnie chronić przed przegrzaniem.

3 komentarze do Dlaczego nam gorąco?

Co mnie gryzie

Latem przekonywanie kogokolwiek że takie owady jak komary, meszki, gzy czy końskie muchy, są piękne i pożyteczne jest z góry skazane na porażkę. Może zimą jest niewielka szansa na polubienie tych znienawidzonych zwierząt.
Co nas gryzie? Wszystko co widzi w tym swoją szansę. My wykorzystujemy niektóre zwierzęta i rośliny, niektóre z nich wykorzystują nas.

Gzy, meszki i komary. Każdy z tych owadów jest uciążliwy, a często nieznośny na swój sadystyczny sposób. Dokuczliwość komarów to kwestia cichutkiego choć trudnego do zniesienia brzęczenia i swędzenia. Przy czym od razu warto powiedzieć, że te wszystkie cechy, których latem serdecznie nienawidzimy są reprezentowane przez samice. I kto tu jest słabą płcią? Samce komarów żywią się nektarem kwiatów, są duże i nie brzęczą podczas lotu. Samice z kolei żywią się krwią zwierząt stałocieplnych, w tym ludzi. Wyposażone w kłująco – ssący aparat gębowy przebijają skórę i wkłuwają się w niewielkie naczynia krwionośne, które znajdują się zaraz pod jej powierzchnią. Nie wysysają krwi, tylko czekają aż płynąca pod ciśnieniem krew sama wypełni ich żołądek. Zanim krew zacznie jednak płynąć, do wnętrza rany komarzyca wpuszcza swoją ślinę a wraz z nią substancje chemiczne, które przeciwdziałają krzepnięciu krwi. W ślinie komarów tropikalnych (takich, które w Polsce nie występują) znajdują się także mikroorganizmy, które mogą powodować choroby.

Aedes_aegypti_biting_human  Komar… w czasie posiłku 🙁

Substancje chemiczne zawarte w ślinie komara (np. enzymy) – oprócz tego że nie pozwalają krwi gęstnieć – podrażniają skórę. Właśnie dlatego miejsce ukłucia może bardzo długo swędzieć. Zresztą nie tylko ukąszenia komarów swędzą. Znacznie gorsze, choć znacznie mniejsze są meszki. Meszkowatych w Polsce jest około 50 gatunków. W porównaniu z komarami są malutkie. Ich wielkość nie przekracza zwykle 3-4 mm. Kłopot w tym, że atakują w dużych grupach. Tak jak u komarów, w cyklu rozwojowym meszek kluczowe znaczenia ma zbiornik wodny, ale w przeciwieństwie do komarów meszki wolą wodę płynącą a nie stojącą. Samce żywią się nektarem kwiatów, a samice krwią. Meszki nie wkłuwają się w ciała swoich ofiar, ale rozcinają je tak jak chirurg skalpelem. Zanim z tak powstałej rany zacznie wypływać krew, samice meszek wpuszczają do niej ślinę. Meszki gryzą, bo krew ssaków jest dla nich źródłem białka, które jest niezbędne do złożenia jaj i… wyhodowania kolejnych pokoleń meszek. Meszki są aktywne w ciągu dnia, nawet wtedy gdy Słońce jest wysoko na niebie (komary dają nam wtedy wytchnienie). Pojedynczego ugryzienia meszki możemy nie zauważyć, chyba, że ktoś jest uczulony na substancje zawarte w ślinie tych owadów. W skrajnych przypadkach może wtedy dojść nawet do śmierci.

Culex_sp_larvae  Larwy komarów

Małe ale groźne

Meszki rzadko jednak atakują w pojedynkę. Gdy w upalny dzień znajdziemy się w lesie (cień), albo nad wodą (ochłodzenie), czyli tam, gdzie nas ciągnie gdy żar leje się z nieba, możemy być pogryzieni przez cały ich rój. Obrzęk w okolicach ugryzienia może być spory. Mogą pojawić się nawet sporych rozmiarów swędzące bąble. Poza tym, meszki, w przeciwieństwie do komarów zostawiają w miejscu ukąszenia otwartą ranę. Więcej, samice meszkowatych wstrzykują w nią substancje, które spowalniają gojenie się ran. W czasie upału, w czasie kąpieli do organizmu ze środowiska z łatwością mogą się więc dostać drobnoustroje. Mogą one spowodować powstanie dużego stanu zapalnego, którego nie da się pozbyć bez antybiotyków. Do zakażenia może dojść szczególnie wtedy, gdy swędzące ugryzienie zaczniemy drapać. Pogryzione miejsca warto więc przemywać woda utlenioną. W przypadku alergików zwykle wystarcza pić wapno, ale gdy obrzęk po ukąszeniu meszek jest duży, lepiej niezwłocznie wybrać się do lekarza. Każde kolejne ugryzienie może być bowiem groźniejsze. Niezależnie od tego czy obrzęk jest duży czy nie, dokuczliwe swędzenie łagodzi zimny okład. Podobnie powinno się postępować w przypadku ukąszeń tzw. końskiej muchy (jusznicy deszczowej). To duży owad z rodziny bąkowatych, który w Polsce występuje powszechnie. Jej ukąszenia są bolesne, a ich skutki mogą być niebezpieczne. Jeżeli po dobie od ukąszenia wciąż utrzymuje się opuchlizna i zaczerwienienie (szczególnie gdy jest ono bolesne i rozpalone) koniecznie trzeba wybrać się do lekarza. Końska mucha to nie to samo co gza. Gzy są pasożytami wewnętrznymi zwierząt (żyją np. w ich drogach oddechowych), a w postaci dorosłej nie pobierają pokarmu w ogóle.

800px-Black_fly   Meszka

Tak jak w przypadku opisywanych owadów, samce jusznicy są roślinożerne i przyczyniają się do zapylania kwiatów. Samice są jednak krwiopijcami. Bolesnymi i podstępnymi krwiopijcami. W przeciwieństwie do komarów latają bezszelestnie i co gorsza, w przeciwieństwie do wielu owadów nie używają substancji znieczulających w czasie kąsania. Dlaczego jedne owady stosują znieczulenie a inne nie? Większość owadów gryzie swoje ofiary tylko raz, dlatego zależy im na tym, by w chwili ukąszenia być niezauważonym. Jusznica gryzie swoją ofiarę i odfruwa. Gdy zwierze (zwykle końskie muchy gryzą zwierzęta) liże miejsce gdzie nastąpiło bolesne ukąszenie, agresor gryzie je w inne, często bardziej dogodne dla niego miejsce. Jusznice są trudnym przeciwnikiem z jeszcze jednego punktu widzenia. Są bardzo… uparte. Komara czy meszki można przegonić. Końską muchę – by dała spokój – trzeba zabić. Odlatuje po to by za chwilę zaatakować z innej strony. Taką ma strategię. A jeżeli już o zabijaniu mowa. Komara unieszkodliwia nawet lekkie uderzenie. Końska mucha jest bardzo odporna. Trzeba nieźle przyłożyć, by zabić… na śmierć.

Jak sobie radzić?

A jeżeli mowa o śmierci. A przynajmniej o odstraszaniu. Na końskie muchy nie działają preparaty odstraszające owady. Jedyne wyjście to odpowiednio się ubrać, czyli zakryć jak największą powierzchnię ciała. Ubranie się od stóp do głów oraz unikanie miejsc lęgowych owadów gryzących jest najbardziej skutecznym sposobem uniknięcia pogryzień. Gdy temperatura rośnie, osłanianie ciała staje się jednak bardziej dokuczliwe niż samo kąsanie. Wtedy wyjściem mogą być maści i środki antyowadowe w spreju. Na rynku jest ich bardzo wiele. Można też zażywać odpowiednie tabletki. Gdy robi się to przez kilka, kilkanaście dni, zmianie ulega skład chemiczny naszego potu.

800px-Haematopota-pluvialis-06-VII-2007-01   Jusznica deszczowa (tzw. końska mucha)

W domu najlepiej zakładać w oknach moskitiery i elektryczne fumigatory, które odstraszają komary zapachem. Przed ich włączeniem koniecznie trzeba przeczytać instrukcję. Niektóre z tych środków nie mogą być stosowane w czasie gdy w pomieszczeniu przebywają ludzie. Specjaliści twierdzą, że „odstaraszacze” dźwiękowe są nieskuteczne. Na tarasie albo na ogrodzie najlepiej sprawdzają się przeciwkomarowe świece, dymiące spirale i kadzidełka. Tych nie wolno jednak stosować w pomieszczeniach.

Właściciele przydomowych ogródków, balkonów czy nawet skrzynek kwiatowych na parapetach okiennych powinni sadzić rośliny których zapach odstrasza komary, czyli pelargonie, kocimiętkę, bazylię, miętę czy lawendę. Gdy sytuacja jest dramatyczna, gdy plagą komarów dotknięte są duże siedziby ludzkie, walka z owadami odbywa się za pomocą niedostępnych na rynku indywidualnym środków chemicznych. Żeby takie działania były jednak skuteczne, trzeba je bardzo często powtarzać a to jest kosztowne. Czy jednak zawsze warto z komarami, meszkami czy innymi owadami walczyć?

Z punktu widzenia biologii jesteśmy jednym z wielu elementów przyrody ożywionej. My wykorzystujemy niektóre zwierzęta i rośliny, niektóre z nich wykorzystują nas. Takie owady jak komary czy meszki bez zwierząt stałocieplnych nie mogłyby się rozmnażać. I nikogo by to nie martwiło gdyby nie fakt, że owady są bardzo ważnym elementem diety ptaków a ich larwy są zjadane przez ryby. System naczyń połączonych jakim jest przyroda bez owadów, nawet tych dla ludzi kłopotliwych, byłby dziurawy. Mniej pożywienia dla ptaków i ryb, oznaczałby mniejszą liczebność tych zwierząt, a to rodziłoby kolejne konsekwencje. Jadąc niemieckimi autostradami bez trudu można zauważyć, że na szybie przedniej samochodu jest znacznie mniej śladów bo zabitych owadach niż w Polsce. Tyle tylko, że w Niemczech od lat dramatycznie kurczy się także populacja ptaków, a to oznacza, że inne szkodniki nie mają swoich naturalnych wrogów.

 

Tekst ukazał się w tygodniku Gość Niedzielny

6 komentarzy do Co mnie gryzie

Rosetta na orbicie komety!

Udało się! Europejska sonda Rosetta, po dekadzie i pokonaniu 6,4 mld kilometrów dotarła na orbitę komety 67p/Churyumov-Gerasimenko.

Udało się! Europejska sonda Rosetta, po dekadzie i pokonaniu 6,4 mld kilometrów dotarła na orbitę komety 67p/Churyumov-Gerasimenko. Tym samym rozpoczął się nowy okres w podboju kosmosu. Właśnie rozpoczęło się pierwsze badanie komety w przestrzeni kosmicznej. Od teraz przez kolejnych kilkanaście miesięcy Rosetta nie będzie odstępowała komety nawet na krok. Zbliży się z nią do Słońca, nie przestając badać.

Oto jak Rosetta dotarła do komety:

Do spotkania sondy i komety doszło nieco dalej niż znajduje się orbita Jowisza. Najpierw sonda będzie orbitowała wokół komety w odległości około 100 km. Jej pełny obrót będzie wtedy trwał 3-4 ziemskie dni. Z czasem Rosetta będzie jednak coraz bliżej swojego celu. Gdy ta odległość zmniejszy się do 10 km, w kierunku powierzchni komety wystrzelony zostanie lądownik Philae. Nastąpi to nie wcześniej niż w listopadzie tego roku.

Lądowanie na komecie:

Integralną częścią lądownika jest wybudowany w Polsce element, który pozwoli mu „zacumować” się do pędzącej komety. Z pierwszych pomiarów wynika, że temperatura na powierzchni komety wynosi minus 70 st C i jest o 30 st wyższa niż przypuszczano.

Brak komentarzy do Rosetta na orbicie komety!

Type on the field below and hit Enter/Return to search