1. ENERGIA dal SOLECampanini Manuela 6/06/2011<br />Carle Erica <br />Magnone Elisa Gruppo Progetto Sole<br />Sampò Matteo 2^A-B LST<br />Viada Chiara<br />Obiettivi:<br />Misurare l’irradiamento prodotto dal Sole a livello della superficie terrestre.<br />Stimare il valore della costante solare.<br />Stimare il valore della temperatura superficiale del Sole.<br />Conoscenze teoriche:<br />Irradiamento di una superficie (o potenza specifica): è il rapporto fra l’energia che giunge in un intervallo di tempo Δt su una superficie S disposta perpendicolarmente alla radiazione e il prodotto della superficie S per l’intervallo di tempo Δt; numericamente è pari all’energia che incide in un secondo su un metro quadro di superficie disposta perpendicolarmente alla radiazione. Si misura in W/m2.<br />Costante solare: indica la quantità di radiazione solare che ogni secondo arriva su una superficie di 1 m2 disposta al fuori dell'atmosfera terrestre su di un piano perpendicolare ai raggi. Alla costante solare è assegnato un valore medio standard pari a 1350 W/m².<br />Air Mass (AM): la radiazione solare deve attraversare una determinata massa d’aria (Air Mass) per poter arrivare sulla Terra; quando il Sole è allo zenit tale quantità prende valore 1 (AM1); se i raggi solari arrivano con un’inclinazione di circa 30 rispetto all’orizzonte la massa d’aria sarà doppia quindi si avrà AM2. Air Mass 0 (AM0) si può riscontrare immediatamente al di sopra dell’atmosfera terrestre.<br />Coefficiente di assorbimento di una superficie a: si associa il valore 1 ad una superficie ruvida e scabra perfetta, cioè capace di assorbire tutta l’energia raggiante che incide su di essa. Il valore 0 si riferisce a una superficie ideale che non assorbe alcunché. Nella tabella sottostante sono riportati i valori del coefficiente di assorbimento di alcuni materiali di interesse nel campo dell’energia solare:<br />MaterialeCoefficiente di assorbimento(a)Nerofumo0.96Carbonio in supporto acrilico0.94Nero di nichel0.92Alluminio0.10Rame lucidato0.35Bianco (ossido di zinco)0.15<br />Legge di Stefan-Boltzmann: esprime la relazione tra la potenza emessa da una sorgente (assimilabile a un corpo nero) e la sua temperatura assoluta<br />P=A∙H0∙T4<br />P = potenza in watt emessa dalla sorgente<br />A = superficie della sorgente<br />T = temperatura assoluta della sorgente<br />H0 = costante di Stefan-Boltzmann [H0 = 5,67·10-8 W/(m2 K4)]<br />Progettazione:<br />Misureremo l’irradiamento prodotto dal Sole utilizzando alcuni pannelli di alluminio. Essi sono ricoperti da una vernice nera opaca allo scopo di migliorarne le prestazioni attirando la maggior quantità di radiazioni provenienti dalla stella.<br />Dietro questi pannelli è inserito, a stretto contatto, un sensore di temperatura. Un pannello sarà munito anche di un termometro elettrico grazie al quale rilevare la temperatura (utilizzato come sistema di backup in caso problemi con il sistema di acquisizione dati portatile). I pannelli dovranno essere esposti perpendicolarmente ai raggi solari: per questo saranno dotati di un bastoncino che, con la sua ombra, segnalerà il corretto orientamento.<br />Studieremo l’andamento della temperatura del pannello sia nella fase di riscaldamento (esposto al Sole), sia nella fase di raffreddamento (riparato dai raggi solari). L’andamento tipico di questo fenomeno è descritto dai grafici riportati nell’apposita sezione della relazione.<br />Irradiamento prodotto da Sole a livello della superficie terrestre<br />Prendiamo in considerazione il bilancio energetico del pannello. Quando la lastrina è esposta ai raggi solari essa riceve energia raggiante che in parte fa aumentare la sua temperatura e in parte viene riemessa verso l’ambiente circostante, per irraggiamento e convezione, perché l’ambiente è a temperatura inferiore.<br />Possiamo quindi scrivere:<br />Qi=Qs+Qd<br />dove Qi è la potenza incidente (ovvero indica l’energia che giunge ogni secondo sulla lastrina di alluminio), Qs è la potenza che va ad aumentare la temperatura del pannello e Qd è la potenza dispersa verso l’ambiente.<br />Noi vogliamo ricavare il valore di Qi, quindi dobbiamo conoscere Qs e Qd.<br />La quantità Qs vale, secondo la relazione fondamentale della calorimetria:<br />Qs=cm∆T∆ts<br />dove ∆T∆ts indica l’aumento di temperatura della lastrina nell’unità di tempo in fase di riscaldamento.<br />Quando la temperatura della lastrina non aumenta più, significa che Qs tende a zero, per cui Qi e Qd sono in valore assoluto uguali, cioè l’energia per unità di tempo assorbita dal pannello è pari a quella dissipata.<br />Per calcolare Qd dobbiamo servirci della fase di raffreddamento. Mentre il pannello è schermato, dobbiamo presumere che esso disperda calore verso l’ambiente con la stessa rapidità con cui lo faceva quando era illuminato dal Sole, a parità di temperatura. Facendo riferimento quindi allo stesso intervallo di temperatura utilizzato per calcolare Qs, possiamo ottenere il valore Qd con la formula (in valore assoluto):<br />Qd=mc∆T∆td<br />Siamo così riusciti a calcolare la potenza incidente sulla lastrina:<br />Qi=Qs+Qd<br />I dati ottenuti, però, si riferiscono al caso specifico della lastrina, caratterizzata da una propria superficie. Volendo calcolare la potenza che giunge su ogni m2 di superficie esposta perpendicolarmente ai raggi solari, dobbiamo dividere Qi per la superficie S della lastrina, espressa in m2. Calcoleremo così la potenza specifica qi (o irradiamento) al suolo:<br />qi=QiS<br />Il valore della potenza specifica qi dovrà ancora essere corretto per tenere conto del coefficiente di assorbimento a della vernice nera utilizzata (pari ad 1 per una vernice in grado di assorbire totalmente le radiazioni che la colpiscono). In base a tabelle consultate, siamo in grado di stimare pari a 0,90 il valore del coefficiente di assorbimento della vernice utilizzata.<br />qi'=qia<br />Riassumendo, la potenza specifica della radiazione si può calcolare con la formula:<br />qi'=Ca∆T∆ts+∆T∆td<br />Dove:<br />C=mcS<br />essendo:<br />a il coefficiente di assorbimento della vernice;<br />∆Ts la variazione di temperatura nella fase di riscaldamento (salita) nell’intervallo di tempo ∆ts;<br />∆Td la variazione di temperatura (in valore assoluto) nella fase di raffreddamento (discesa) nell’intervallo di tempo ∆td.<br />∆Ts e ∆Td devono essere scelti della stessa ampiezza e nell’intorno della stessa temperatura.<br />Costante solare<br />La costante solare rappresenta il valore della potenza specifica (irradiamento) al di fuori dell’atmosfera (AM0, air mass 0). Il suo valore è pari a 1350 W/m2. L’atmosfera terrestre in parte assorbe e in parte riflette la radiazione solare, per cui si rileva che la potenza specifica al suolo (AM1, air mass 1), quando il Sole è allo zenit, è dell’ordine di 1000 W/m2.<br />Partendo dal risultato di qi al suolo possiamo stimare il valore della costante solare Cs eseguendo la proporzione:<br />1000Wm2 :1350Wm2= qi':Cs<br />Quando il Sole non è allo zenit, cosa che non può accadere alle nostre latitudini, l’assorbimento è superiore, perché la massa d’aria attraversata è maggiore.<br />Temperatura superficiale del Sole<br />In base al valore ottenuto della costante solare, è possibile stimare la temperatura della superficie del Sole.<br />L’ipotesi fondamentale di cui ora ci dobbiamo servire è che il Sole emetta come un corpo nero perfetto: vale a dire, che il Sole e anche tutte le altre stelle emettano energia raggiante secondo la legge di Stefan-Boltzmann, con coefficiente di emissione pari all’unità.<br />Teniamo ora presente che la potenza specifica fuori dall’atmosfera terrestre è una piccola parte della potenza emessa in totale dal Sole. Per ricavare quanto vale la sua emissione totale, occorre moltiplicare il valore della costante solare per il numero di metri quadrati che costituiscono la superficie sferica con centro il Sole e raggio R pari alla distanza Terra-Sole.<br />In formula:<br />P=Cs∙4πR2<br />dove:<br />R=150 ∙106km=150∙109m<br />Per la legge di Stefan-Boltzmann, la stessa potenza può essere scritta come:<br />P=A∙H0∙T4<br />essendo H0 la costante di Stefan-Boltzmann e A è l’area della superficie del Sole, cioè:<br />A=4πr2=4π∙(7,0∙108m)2=6,16∙1018m2<br />Dalla legge di Stefan-Boltzmann si ottiene allora:<br /> T=4PA∙H0<br />Elenco materiale:<br />n. 3 Pannelli in alluminio verniciati con colore nero opaco, montati su supporti isolanti in polistirolo<br />n. 3 Bacchette di legno per l’orientamento dei pannelli con l’ombra<br />n. 3 Schermi di oscuramento per i pannelli in alluminio<br />n. 3 Sonde di temperatura <br />n. 1 termometro elettronico<br />n. 1 cronometro<br />n. 1 interfaccia PASCO Explorer con sensore quadruplo di temperatura<br />Personal computer con software DataStudio di PASCO<br />Modalità operative:<br />Procurarsi 3 lastre di alluminio, verniciate con colore nero opaco.<br />Applicare sul retro di ciascuna lastra un sensore di temperatura.<br />Costruire i pannelli solari incollando le lastre metalliche a dei pannelli isolanti di polistirolo. <br />Ad un pannello applicare anche il termometro elettrico mettendolo a contatto con il retro della lastra. <br />Nell’angolo in basso a destra dei supporti praticare un piccolo foro e applicare una punta perpendicolare al pannello (bacchetta di legno): questa servirà ad orientare perpendicolarmente ogni pannello verso il Sole.<br /> <br />Portare i pannelli in un luogo tranquillo e riparato dal vento, tenendoli coperti con degli schermi di oscuramento.<br />Sistemati i pannelli perpendicolarmente ai raggi solari, scoprirli.<br /> <br />Contemporaneamente far partire il contasecondi e avviare la raccolta dati con il sistema di acquisizione portatile PASCO Explorer.<br /> <br />Senza porsi tra il pannello e il Sole, rilevare le temperature dal termometro elettrico ogni 30 secondi fino a che la temperatura non aumenta più. Registrare i dati in una tabella.<br />L’interfaccia PASCO Explorer, collegata ai pannelli tramite i sensori, rileverà automaticamente i dati ogni 30 s.<br /> <br />Raggiunta la temperatura massima (di equilibrio) dei pannelli, riparare i pannelli con gli schermi di oscuramento, ponendoli a non meno di un metro di distanza, lasciando le condizioni attorno ai pannelli stabili.<br />437515055245Continuare la rilevazione delle temperature dal termometro elettrico ogni 30 secondi fino a che la temperatura non torna ad essere quella iniziale.<br />L’interfaccia PASCO Explorer, collegata ai pannelli tramite i sensori, rileverà automaticamente i dati.<br />L’intero processo richiede circa 40 minuti.<br />Smontare l’apparecchiatura.<br />Collegare al computer l’interfaccia e scaricare i dati con il programma DataStudio.<br />Far costruire dal programma i grafici della temperatura dei pannelli in funzione del tempo.<br />Con i dati ottenuti calcolare l’irradiamento prodotto dal Sole a livello della superficie terrestre, la costante solare, il valore della temperature superficiale del Sole ed effettuare il calcolo dell’errore.<br />Raccolta ed elaborazione dati:<br />L’esperienza si è svolta il 16 aprile 2011 alle ore 12 (ora legale).<br />Dati relativi ai pannelli:<br />PannelloMassa (g)Dimensioni (centimetri)1225,922,2 x 12,12228,122,1 x 12,23231,822,0 x 12,3<br />Calore specifico dell’alluminio:<br />c=880Jkg∙K<br />Coefficiente di assorbimento della vernice utilizzata:<br />a = 0,90<br />N.B. I dati rilevati manualmente non sono stati utilizzati in questa elaborazione.<br />Tempo(min)T1(°C)T2(°C)T3(°C)0,025,4727,7625,460,526,7925,9026,781,029,5128,4629,451,532,2732,1232,182,034,9333,7334,882,537,5136,2137,493,039,8738,3139,783,541,8640,0341,724,0 43,4341,7243,394,545,2143,4345,085,046,6744,8446,555,548,3346,5648,256,049,9748,1149,776,551,2649,4051,027,052,2650,4251,977,553,0450,9052,378,053,0450,5952,318,553,3650,8452,889,054,5351,9853,969,555,5353,0455,0510,056,1853,7355,6810,556,6354,5256,5611,057,3755,3857,2611,557,4955,9757,8012,058,2256,7958,6812,558,7356,8459,0513,058,4656,1358,8213,558,8656,2159,3014,059,2656,4559,4314,559,9257,2859,9915,060,7558,2360,7415,561,2158,7961,1816,061,1858,7760,8816,561,4958,8361,0017,062,0759,4661,5217,562,6259,9561,9818,062,7459,9762,1018,563,1560,3862,6819,063,1660,4162,6419,563,2160,4762,3420,063,7260,8662,5320,563,9061,1362,2621,061,9959,4060,3121,559,8557,2958,1322,057,7555,2756,2222,555,7453,3154,4323,053,8751,5552,8523,552,1649,8551,3124,050,2548,0749,7124,548,5546,5448,2625,046,8845,1246,8725,545,6243,9345,69Tempo(min)T1(°C)T2(°C)T3(°C)26,542,7741,4143,1627,041,3139,9841,6227,539,8238,4640,3628,038,6537,2839,3228,537,3835,9838,2329,036,1434,8637,2629,535,4634,3536,6830,034,9333,9736,1430,534,3933,5735,5931,033,7333,1534,9631,533,2132,7034,4332,032,7332,4534,0132,532,1431,9733,4433,031,5131,3632,7333,531,1230,9832,2034,030,7430,6831,7534,530,1030,1831,1235,029,6729,8730,6835,529,3029,6130,3436,028,8629,3529,9336,528,4629,0629,5137,028,3728,9829,3837,528,2128,8429,2338,028,0028,7629,1238,527,6528,4028,7339,027,3428,0028,3039,527,2227,8428,1440,027,1127,6827,97<br />GRAFICI:<br />PRIMO PANNELLO:<br />1. Calcoliamo l’irradiamento prodotto dal Sole al livello della superficie terrestre.<br />Abbiamo scelto, per i calcoli, gli intervalli di temperatura evidenziati sul grafico:<br />∆T∆ts=4,90 °C90 s=0,0544°Cs<br />∆T∆td=5,78 °C120 s=0,0482°Cs<br />La potenza specifica che giunge dal Sole può essere ricavata dalla relazione:<br />qi=C∆T∆ts+∆T∆td<br />dove:<br />C=m∙cS=225,9 g ∙0,880 Jg∙K0,222 m ∙0,121 m= 198,8 JK0,0269 m2=7390 Jm2∙K<br />Sostituendo i valori trovati:<br />qi=7390 Jm2∙K ∙0,0544°Cs+0,0482°Cs=758 Jm2∙s=758Wm2<br />È importante notare che a lastrina è stata annerita con una vernice nera non molto opaca, quindi il coefficiente di assorbimento a è stato valutato 0,90 anziché 1. Tenendo conto di questo, la potenza specifica incidente è maggiore di quella assorbita, perciò il valore precedente di qi deve essere aumentato in proporzione:<br />qi'=qia=758 Wm20,90=842Wm2<br />2. Stimiamo il valore della costante solare e quello della temperatura della superficie del Sole.<br />Per passare dal valore da noi ottenuto della potenza specifica a quello ad AM0 (costante solare), incrementiamo il valore ottenuto in proporzione ai valori comunemente accettati (1000 W/m2 ad AM1 e 1350 W/m2 ad AM0).<br />Cs:842Wm2=1350Wm2 :1000Wm2<br />Cs=480∙13501000Wm2=1137 Wm2<br />La temperatura del Sole può essere stimata con la formula: <br />T=4PA∙H0<br />dove A è l’area della superficie del Sole, P la potenza totale emessa dal Sole e H0 la costante di Stefan-Boltzmann.<br />Sostituendo i valori si ottiene:<br />P=1137Wm2∙4π ∙(150∙109m)2=3,2∙1026W<br />T=4PA∙H0=43,2∙1026W6,16∙1018m2 ∙5,67∙10-8Wm2∙K4=5493 K<br />SECONDO PANNELLO:<br />1. Calcoliamo l’irradiamento prodotto dal Sole al livello della superficie terrestre.<br />Abbiamo scelto, per i calcoli, gli intervalli di temperatura evidenziati sul grafico:<br />∆T∆ts=4,68°C90 s=0,0520°Cs<br />∆T∆td=5,35 °C120 s=0,0446°Cs<br />La potenza specifica che giunge dal Sole può essere ricavata dalla relazione:<br />qi=C∆T∆ts+∆T∆td<br />dove:<br />C=m∙cS=228,10 g ∙0,880 Jg∙K0,221 m ∙0,122 m= 200,7 JK0,0270 m2=7433 Jm2∙K<br />Sostituendo i valori trovati:<br />qi=7433 Jm2∙K ∙0,0520°Cs+0,0446°Cs=718 Jm2∙s=718Wm2<br />Correggiamo il valore di qi per tenere conto del coefficiente di assorbimento a della vernice:<br /> qi'=qia=718 Wm20,90=799Wm2<br />2. Stimiamo il valore della costante solare e quello della temperatura della superficie del Sole.<br />Per passare dal valore da noi ottenuto della potenza specifica a quello ad AM0 (costante solare), incrementiamo il valore ottenuto in proporzione ai valori comunemente accettati (1000 W/m2 ad AM1 e 1350 W/m2 ad AM0).<br />Cs:799Wm2=1350Wm2 :1000Wm2<br />Cs=799∙13501000Wm2=1079 Wm2<br />La temperatura del Sole può essere stimata con la formula: <br />T=4PA∙H0<br />dove A è l’area della superficie del Sole, P la potenza totale emessa dal Sole e H0 la costante di Stefan-Boltzmann.<br />Sostituendo i valori si ottiene:<br />P=1079Wm2∙4π ∙(150∙109m)2=3,1∙1026W<br />T=4PA∙H0=43,1∙1026W6,16∙1018m2 ∙5,67∙10-8Wm2∙K4=5451 K<br />TERZO PANNELLO:<br />1. Calcoliamo l’irradiamento prodotto dal Sole al livello della superficie terrestre.<br />Abbiamo scelto, per i calcoli, gli intervalli di temperatura evidenziati sul grafico:<br />∆T∆ts=4,86°C90 s=0,0540°Cs<br />∆T∆td=5,10 °C120 s=0,0425°Cs<br />La potenza specifica che giunge dal Sole può essere ricavata dalla relazione:<br />qi=C∆T∆ts+∆T∆td<br />dove:<br />C=m∙cS=231,80 g ∙0,880 Jg∙K0,220 m ∙0,123 m= 204,0 JK0,0271 m2=7528 Jm2∙K<br />Sostituendo i valori trovati:<br />qi=7528 Jm2∙K ∙0,0540°Cs+0,0425°Cs=726 Jm2∙s=726Wm2<br />Correggiamo il valore di qi per tenere conto del coefficiente di assorbimento a della vernice:<br />qi'=qia=726 Wm20,90=808Wm2<br />2. Stimiamo il valore della costante solare e quello della temperatura della superficie del Sole.<br />Per passare dal valore da noi ottenuto della potenza specifica a quello ad AM0 (costante solare), incrementiamo il valore ottenuto in proporzione ai valori comunemente accettati (1000 W/m2 ad AM1 e 1350 W/m2 ad AM0).<br />Cs:808Wm2=1350Wm2 :1000Wm2<br />Cs=808∙13501000Wm2=1091 Wm2<br />La temperatura del Sole può essere stimata con la formula: <br />T=4PA∙H0<br />dove A è l’area della superficie del Sole, P la potenza totale emessa dal Sole e H0 la costante di Stefan-Boltzmann.<br />Sostituendo i valori si ottiene:<br />P=1091Wm2∙4π ∙(150∙109m)2=3,1∙1026W<br />T=4PA∙H0=43,1∙1026W6,16∙1018m2 ∙5,67∙10-8Wm2∙K4=5451 K<br />Calcolo degli errori<br />In questa sezione sarà valutata l’incertezza sul calcolo della potenza specifica qi prima della correzione con il fattore di assorbimento della vernice. Non abbiamo informazioni, infatti, sull’incertezza associabile al fattore di assorbimento. Questa lacuna condiziona anche le successive valutazioni della costante solare e della temperatura superficiale del Sole.<br />Il calcolo sarà eseguito in modo dettagliato per il primo pannello. Per gli altri si forniranno solo i risultati finali.<br />Il calcolo di qi si effettua con la seguente formula:<br />qi=cmS∆T∆ts+∆T∆td<br />Indicando con G il valore della parentesi, essa diventa:<br />qi=cmSG<br />ossia si riduce ad operazioni di moltiplicazione e divisione. In questi casi, l’incertezza relativa sul risultato è data dalla somma delle incertezze relative sulle singole misure. Il problema principale è dunque valutare l’incertezza relativa su G.<br />La grandezza G è fornita dalla seguente formula:<br />G=∆T∆ts+∆T∆td=A+B<br />Essa è quindi derivata dall’operazione di somma di due quantità, che indicheremo con A e B. In questi casi l’errore assoluto sul risultato è pari alla somma degli errori assoluti sulle singole misure utilizzate nel calcolo.<br />Sia A, sia B, tuttavia, sono ottenute per divisione di due quantità:<br />A=∆T∆ts B=∆T∆td<br />L’incertezza relativa su A (e su B) sarà quindi la somma delle incertezze relative di ΔT e Δt, nella fase di salita (per A) e nella fase di discesa (per B).<br />Utilizzando i dati rilevati per il pannello 1, si otterrà quindi:<br />∆Ts=4,90±0,02°C ∆ts=90,0±0,1 s<br />∆Td=5,78±0,02°C ∆td=120,0±0,1 s<br />A=∆T∆ts=4,90°C90,0 s=0,0544°Cs<br />∆AA=0,024,90+0,190,0=0,052<br />∆A=0,052∙0,0544°Cs=0,0003°Cs<br />A=0,0544±0,0003°Cs <br />B=∆T∆td=5,78°C120,0 s=0,0482°Cs<br />∆BB=0,025,78+0,1120,0=0,043<br />∆B=0,043∙0,0482°Cs=0,0002°Cs<br />B=0,0482±0,0002°Cs <br />Passiamo ora al calcolo dell’errore su G:<br />G=A+B=0,0544°Cs+0,0482°Cs=0,1026°Cs<br />∆G=∆A+∆B=0,0003°Cs+0,0002°Cs=0,0005°Cs<br />G=0,1026±0,0005°Cs <br />Procediamo con il calcolo dell’incertezza su qi , calcolato con la formula:<br />qi=cmabG<br />nella quale la superficie della lastrina S è stata sostituita con il prodotto dei lati, a e b.<br />a=0,222±0,001 m b=0,121±0,001 m <br />c=880±1Jkg∙°C <br />m=0,2259±0,0001kg<br />qi=cmabG=880Jkg∙°C∙0,2259 kg0,222 m∙0,121 m∙0,1026°Cs=758Wm2<br />∆qiqi=∆cc+∆mm+∆aa+∆bb+∆GG=1880+0,00010,2259+0,0010,222+0,0010,121+0,00050,1026=0,019<br />∆qi=0,019∙758Wm2=15Wm2<br />qi=(758±15)Wm2<br />cioè, approssimando per eccesso:<br />qi=(7,6±0,2)∙102Wm2<br />Gli errori strumentali influiscono quindi sulla misura di qi nella misura del 2%.<br />La ripetizione dei calcoli per i pannelli 2 e 3 conduce ai seguenti risultati, in linea con il precedente:<br />Pannello 2: qi=7,2±0,2∙102Wm2 oppure qi=718±14Wm2 <br />Pannello 3: qi=7,3±0,2∙102Wm2 oppure qi=726±14Wm2 <br />Osservazioni e conclusioni:<br />Riassumiamo i risultati ottenuti nell’esperienza:<br />Pannelloqiqi’CsT(-)(W/m2)(W/m2)(W/m2)(K)1758 ± 15842113754932718 ± 14799107954513726 ± 1480810915451<br />I risultati ottenuti nell’esperienza sono piuttosto soddisfacenti, considerate le condizioni in cui l’esperienza si è svolta:<br />cielo leggermente velato;<br />Sole non ancora al culmine del suo percorso giornaliero;<br />periodo dell’anno in cui il Sole non raggiunge la massima altezza sull’orizzonte;<br />presenza di una leggera brezza;<br />alcune imprecisioni nell’inseguimento del Sole.<br />Il valore ufficiale di irradiamento al suolo, in condizioni di tempo sereno, assenza di vento, Sole allo zenit, è di 1000 W/m2. La media dei valori ottenuti con i tre pannelli è 816 W/m2. Lo scarto percentuale è del 18%, elevato, ma non eccessivo, considerate le condizioni di misurazione.<br />Questo valore risente inoltre della valutazione del coefficiente di assorbimento della vernice, stimato in 0,90, ma che necessiterebbe di ulteriore indagine.<br />La temperatura superficiale del Sole è risultata, dai nostri calcoli, circa 5500 K, non lontana dai 5700-5800 K normalmente indicati come temperatura fotosferica della nostra stella.<br />Dovendo ripetere l’esperienza consigliamo di:<br />schermare maggiormente i pannelli dal vento (senza aumentare però la radiazione riflessa);<br />scegliere una giornata serena;<br />eseguire l’esperienza al mezzogiorno solare;<br />eseguire l’esperienza in giugno, quando il Sole è più alto sull’orizzonte;<br />determinare con maggiore accuratezza il coefficiente di assorbimento della vernice nera;<br />valutare in modo più accurato l’assorbimento atmosferico nel calcolo della costante solare.<br />Riferimenti bibliografici:<br />Vittorio Zanetti, “Percorsi di Fisica”, Zanichelli, Bologna, 1990<br />Vittorio Zanetti, “La misura dell’energia proveniente dal Sole”,<br />http://www-phys.science.unitn.it/lcosfi/astroattivita_sole.html<br />