<예시 1.> 재활용품을 활용한 냉장고 예시 첫 번째 사례
- 후지무라 아유스키 재활용품을 활용한 공방 작품 (출처 : 후지무라 야스유키 공식 홈페이지)
가. 작품모습
나. 작품원리
냉장고의 저장실은 열전도율이 높은 금속으로 만들고, 저장실 주변에는 물을 약 2,000L정도 채운다. 물의 상부는 방열판의 하부와 접하고 있어 에너지 전달이 용이하며 방열판은 복사가 일어나기 쉬운 재료로 만든다. 또한 방열판은 복수의 투명판으로 덮어 공기에 의한 열출입을 막아준다. 물의 주변 또한 단열재로 덮어
공기로 인한 열을 차단한다. 이렇게 구성된 냉장고는 저장물의 열은 저장실의 금속을 통해 물로 전달되며 물은 대류 현상을 통해 상부로 에너지를 이동시킨다. 이동된 에너지는 복사의 형태로 빠져나가게 된다.
냉장고는 가능하면 직사광선이 비치치 않는 그늘 및에 설치하며 복사가 잘 일어날 수 있도록 냉장고의 위는 물체가 없는 곳에 설치한다. 이렇게 하면 냉장고의 온도가 약 7~8℃정도로 유지된다.
다. 과학적 원리
대류 - 두 개씩 쌍으로 묶인 페트병 속의 물이 대류를 통해 열을 위쪽으로 전달.
전도 - 위쪽으로 전달된 열이 다른 페트병속의 물로 전도되어 열을 계속 순차적으로 위로 전달
복사 - 최상층의 아크릴판을 통해 복사의 형태로 열이 빠져나감(아크릴 판이 복사를 차단하면 더 좋은 물질을 찾아야 함.)
열용량 - 물의 열용량이 매우 커 순간적으로 온도가 올라가는 것을 막아줘. 낮에 온도가 높게 형성되는 것을 방지.
열평형 - 열이 들어오는 것과 나가는 것이 평형을 이루어 온도가 유지됨.
<예시 2.> 재활용품을 이용한 비전력 냉장고 가. 준비물
사각형 페트병(삼다수 물병과 같이 4각으로 이루어진 페트병), 철재 1인용 사물함, 스티로폼, 끈, 아크릴판, 검정색 필름지, 소용돌이 만들기 마개
나. 만드는 과정
1) 페트병에 물을 가능한 많이 채운 후(붕괴를 막기 위함) 소용돌이 마개를 이용하여 두 개씩 묶어준다.
2) 2개씩 묶인 페트병을 4쌍씩 서로 끈을 통해 단단히 지지해준다.
3) 중간에 철제 사물함을 넣고 냉장고의 모양으로 쌓아 올린다.
4) 냉장고의 옆면을 스티로폼을 잘라 막아준다.
5) 냉장고의 윗면을 여러 개의 검정색 필름지를 붙인 아크릴판을 올려 마무리해준다.
① 냉장고 주변을 감싸는 물이 든 페트병 제작
②페트병을 알루미늄 테이프로 연결하기
③연결된 페트병 위에 철제 사물함 올리기
④냉장고의 옆 벽면에 페트병 붙이기
⑤냉장고 상부에 페트병 붙이기
⑥냉장고 측면, 상․하부, 후면 페트병 붙이기 완료
⑦철제 사물함 주변을 에어캡 비닐로 감싸기
⑧냉장고 외벽의 스티로폼 재단하기
⑨냉장고 외벽에 스티로폼 붙이기
비전력 냉장고 완성 ①
비전력 냉장고 완성②
비전력 냉장고 내부의 모습
과학적 원리
대류 - 두 개씩 쌍으로 묶인 페트병 속의 물이 대류를 통해 열을 위쪽으로 전달.
전도 - 위쪽으로 전달된 열이 다른 페트병속의 물로 전도되어 열을 계속 순차적으로 위로 전달
복사 - 최상층의 아크릴판을 통해 복사의 형태로 열이 빠져나감(아크릴 판이 복사를 차단하면 더 좋은 물질을 찾아야 함.)
열용량 - 물의 열용량이 매우 커 순간적으로 온도가 올라가는 것을 막아줘. 낮에 온도가 높게 형성되는 것을 방지.
열평형 - 열이 들어오는 것과 나가는 것이 평형을 이루어 온도가 유지됨.