Desenvolvendo uma noção intuitiva sobre a dinâmica do cozimento solar

Você já se sentiu maravilhado em imaginar porque você nunca tinha pensado antes na idéia de um fogão solar caixa? Por que não nos ocorreu naturalmente antes que uma parede de papelão dupla folheada coberta por uma chapa de vidro poderia facilmente alcançar temperaturas de cozimento? Eu acho que eu sei porquê.

Nós não temos uma compreensão intuitiva das propriedades isolantes dos materiais e do efeito-estufa. Como nós podemos ver, no caso das propriedades de isolamento nós falhamos de certa forma em aplicar nossa noção do que pode manter nosso corpo aquecido e do que pode manter a comida aquecida dentro do fogão solar. Eu também proporei um jeito de desenvolver uma compreensão do efeito-estufa.

As pessoas recentemente apresentadas aos fogões solares de caixa acham fantástico como temperaturas tão altas podem estar contidas em uma simples caixa, talvez feita com apenas algumas folhas de papelão. Obviamente que o papelão é capaz de impedir o calor de fugir. Um jeito de acessar nosso senso intuitivo sobre isolamento é imaginar que você tem que pegar uma vasilha quente com a mão exposta. É claro que poderá ser doloroso. O que aconteceria se você usasse um pedaço de papelão entre sua mão e a vasilha? Você provavelmente se queimaria alguns instantes mais tarde do que da primeira vez. Agora imagine que você usa um pedaço papelão enrugado para pegar a panela. Você poderia está certo de que o calor nunca alcançaria a sua mão com intensidade suficiente para queimá-la.

O próximo passo é imaginar que você estivesse usando dois pedaços de papelão separados por um pequeno espaço de ar. Você rapidamente iria sentir o grande poder de isolamento que essa configuração é capaz de proporcionar. Outro artifício útil é imaginar que você use tecidos feitos dos mais diversos materiais. Você provavelmente poderá se sentir até mesmo mais frio. Quando as pessoas perguntam se você pode fazer uma caixa solar de tijolos, você pode perguntar como elas se sentiriam usando uma vestimenta feita de pequenos ladrilhos de tijolo. Qualquer um sabe que ela não iria proporcionar muita proteção do frio. Nossa experiência em nos mantermos aquecidos induz-nos a pensar em substâncias macias, leves e fofas como tecido ou papel. A comida no forno é como nossos corpos - o que nos faz proteger do frio poderia também proteger a comida do frio.

O efeito-estufa não é mais difícil de ser compreendido. Enquanto o vidro tem sido disponível por século, a idéia de que ele pode ser usado para prender calor a ponto de cozinhar comida ocorre com menos freqüência. Esse efeito faz com que o calor da luz solar se acumule dentro de qualquer espaço fechado com uma abertura envidraçada (por exemplo, um carro estacionado). Por que isso foi esquecido durante tanto tempo? Eu acredito que foi porque parte do efeito estufa é invisível a nossos olhos.

Há dois tipos principais de luz agindo no forno solar: luz visível e luz infravermelha, que é invisível. Quando você olha para um fogão solar a luz visível dentro do fogão não parece ser mais brilhante ou mais concentrada do que a luz solar que nós conhecemos. Nosso corpos certamente não ficam quentes o bastante para sofrerem queimaduras, muito menos para cozinhar, então a intuição nos diz que a comida no forno solar não irá cozinhar também. Até aqui nossa intuição está certa. A luz visível não é intensa o bastante para cozinhar, mas uma transformação invisível está acontecendo.

Quando a luz visível atinge objetos escuros dentro do fogão, sua energia é absorvida pelo objeto e então irradiada novamente a partir dele em forma de luz infravermelha. Nós não podemos ver a luz infravermelha, mas nós podemos senti-la? Claro! Quando você fica em pé muitos metros em frente de uma grande chama em uma noite fria você sente o mormaço do fogo em sua face. O fogo propriamente dito não toca você e o ar ao redor ainda está frio. O que você sente na sua pele são esses raios invisíveis.

Nós nos deparamos com uma última questão: o que acontece com a luz infravermelha? Será que ela salta para fora do fogão e volta em direção ao sol? Os raios infravermelhos tentam voltar através do vidro, mas como eles tem uma diferença fundamental em relação aos raios visíveis, eles não podem penetrar no vidro. Em vez disso, eles são absorvidos pelo vidro, que aquece e irradia parte dessa energia de volta para o forno. Essa energia então aquece a vasilha ainda mais.

Por que o fogão não fica aquecendo indefinidamente? Bem, como as temperaturas crescem, uma proporção cada vez maior de calor vasa através das paredes e do vidro. A temperatura continua crescendo até que a quantidade de energia que entra se iguala à quantidade de energia que sai.

Como você pode ver, não é complicado. Você pode usar seus olhos para ver a luz visível, sua pele para sentir a luz infravermelha e sua imaginação para ver o modo como a luz é transformada e então aprisionada dentro do forno. Desse modo, você desenvolve um senso intuitivo de como o fogão solar caixa funciona. E nós podemos usar nosso senso intuitivo de como podemos manter nossos corpos aquecidos para ter um senso do que irá manter a comida aquecida dentro do forno.