なんとなく実験しています

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日々のアウトプット、メモ帖、備忘録として

※正解は一つではないです。選択肢の一つとして参考にしていただければと。

太陽エネルギーの測定実験

地学基礎で太陽定数大気圏外の地球軌道上で単位面積が受ける太陽放射エネルギーのことで約1365 W m-2。」(天文学辞典(日本天文学会)」より)を学習します。

 

そこで、太陽エネルギーを測定する実験をしました。

 

使用するのは『簡易日射計』です。

かなり古いものですがまだまだ使えます。

 

①容器を水で満たします。

 

②日陰で温度計を差し込んで温度を測定します。温度計の先端が球部の真ん中にくるように調整。

 

③影が一番小さくなる(⇔)ように設置すると、光を受ける面全体に太陽の光が当たります。

 

フードで影ができないように向き、角度を再度微調整。(太陽光に垂直)

 

④ストップウォッチで1分毎に温度を約10分ほど測ってデータを取ります。

 

⑤水を取り出してメスシリンダーで容器を満たしていた水の体積を測ります。

 

⑥データ処理。

 

 

◇ 温度上昇速度・・・グラフを作成し、直線的に温度が上がっている部分のデータを使用。何分で何度上昇したか

 

◇ 受け取った熱量・・・Q=mctで求める。

  m質量 水の体積(g)

  c比熱 水の比熱は4.2J(g・℃)

  t温度 上昇した温度℃

◇ 直達日射量を・・・I=Q/ST を求める。

  S 光を受けた黒い容器(受光)の面積は50㎠

  T 測定時間

  

 

計算するとわかるのですが、太陽定数約1365 W m-2の半分かそれ以下の値になります。

なんでだろうなあ~と考察させるところがポイントかな?

 

※実験のポイント

快晴の日のなるべくお昼付近(太陽が一番高いところ)に行うこと!室内で行う時は窓ガラスも開け放して実施。

授業の予定は天気予報とにらめっこで、これが一番難しいです。