دستگاه تبدیل کننده رطوبت هوا به آب

هدف دانش آموزان از این پژوهش این بود و به فکر استفاده از آب موجود در جو زمین افتادند که توسط خورشید از تبخیر آب‌ های سطحی در تمام نقاط زمین بدون نیاز به لوله کشی در اختیار بشر قرار گرفته است.

تهیه کننده: مهدی رحمانی

دوازدهمین دوره  از ‌پروژه های دانش آموزی تبیان نیز با یاری خداوند و حضور پر شور شما دوستان و علاقمندان به پایان رسید اما کار ما هنوز تمام نشده است! این دوره نیز همچون سال ‌های گذشته دوستان بسیاری با ثبت طرح ‌ها و ایده ‌های خلاقانه خود در منوی "پیشنهاد موضوع" ما را در ارتقای تنوع پروژه ‌ها یاری نموده اند. هم چون گذشته بر آن شدیم تا با گردآوری این ایده ‌های جالب ، علاوه بر قدر دانی از این دوستان نوآور، زمینه ای را برای ایده بروری سایر پژوهشگران علاقمند فراهم آوریم. فراموش نکنید که ما همیشه منتظر طرح ‌های جدید شما عزیزان هستیم.

نام ایده: دستگاه تبدیل کننده رطوبت هوا به آب

نام ارائه دهنده/دهند گان: سروش نقوی، سینا رحمتی و پویا امراللهی

زمینه و نوع پروژه: زیست

درجه سختی: متوسط

نام مدرسه: دبیرستان نور علوی

مقدمه

آب ماده ‌ای است بی بو، بی رنگ و بی طعم که آن‌ را از دیگر مایعات متفاوت می ‌سازد. انسان از گذشته های دور و از بدو پیدایش حیات با آن رابطه مستحکم داشته و آب نقش اساسی و حیاتی در ادامه زندگی و پیدایش انسان ایفا کرده است. منابع آب در ایجاد و شکل‌ گیری اکثر تمدن ها دارای نقش مهم و حیاتی بوده ‌اند به طوری‌ که بخشی از رسوم و مراسم ملل مختلف درباره این مایع مهم و حیاتی می‌ باشد.

اهمیت آب نزد ملت هایی که در نقاط کم آب جهان زندگی می‌ کرده‌ اند و یا زندگی می‌ کنند بسیار بیش تر از سایر ملت هایی است که در نقاط پر آب سکونت دارند. آلودگی آب های زیرزمینی که در اثر نفوذ آلودگی از سطح زمین و آلودگی آب های سطحی در اثر عدم رعایت نکات بهداشتی صورت گرفته نیز نگران کننده است. انسان برای انجام فعالیت‌ هایش به آب شیرین نیاز دارد.

آب شیرین، یعنی آبی که مقدار نمک در آن کم باشد. آب اقیانوس ها و دریاها شور هستند و استفاده از آن ها نیازمند تصفیه کردن است که این مورد به احداث مرکز تصفیه خانه آب با ساختارهای پیشرفته تصفیه و هزینه زیاد و انرژی زیاد نیاز دارد. هزینه بالای آن سبب شده که انسان به آب‌ های شیرین موجود در خشکی ها و اتمسفر زمین قانع باشد.

هدف

حجم آب شیرین در جهان بسیار اندک است. برای مصرف آب شیرین اندک موجود در جهان محدودیت هایی هم وجود دارد. زیرا مقداری از آب‌ های شیرین جهان به شکل یخ در یخچال‌ های قطبی و کوهستانی قرار دارد که به این صورت قابل بهره ‌برداری نمی ‌باشند.

اما انسان به آب‌ های شیرین موجود در رودها، دریاچه ها و آب ‌های زیر زمینی دسترسی دارد. البته دسترسی به آب‌ های زیر زمینی که در لایه ‌های داخلی زمین موجود هستند نیز نیازمند اخذ مجوزهای لازم و اکتشاف، حفر چاه، کانال کشی و به‌ کار بردن پمپ آب، ایجاد تأسیسات و لوله کشی می‌ باشد، علاوه بر این ‌که برداشت بی ‌رویه از آب ‌های زیر زمینی نیز سبب فرو نشست خاک و پدید آورنده بحران‌ های دیگری خواهد بود. بنابراین دانش آموزان به فکر استفاده از آب موجود در جو زمین افتادند که توسط خورشید از تبخیر آب‌ های سطحی در تمام نقاط زمین بدون نیاز به لوله کشی در اختیار بشر قرار گرفته است.

چالش دسترسی به این منبع آب، گازی بودن آن است و آب به صورت بخار در جو پراکنده می ‌باشد. اما راه حل این مشکل نیز توسط طبیعت به موجودات روی زمین آموزش داده شده است. جانداران روی زمین یاد گرفته‌اند که از بخار آب موجود در هوا استفاده ببرند. شبنم صبحگاهی تشکیل شده روی گیاهان نیز از این جمله است. همچنین جنگ آب و بحران آب دانش آموزان را بر آن داشت تا با توجه به شرایط اقلیمی کشور، روشی برای تامین بخشی از آب مورد نیاز کشور ارائه نمایند که بومی بوده و نسبت به نمونه ‌های مشابه و خارجی از مزیت رقابتی برخوردار باشد و ساده و مقرون به صرفه نیز می‌باشد.

روش

بنابراین دانش آموزان اقدام به ساخت دستگاهی کردند که در این دستگاه از یک خنک کننده ترموالکتریک استفاده شده است که با عبور جریان الکتریسیته از آن، یک سوی آن گرم ‌تر شده و یک سوی دیگرش شروع به خنک شدن می ‌کند. وقتی هوای محیط که مقداری بخار آب در خود دارد خنک شود، بخار آب موجود در آن به مایع تبدیل شده و قابل جمع ‌آوی می‌ باشد. فرآیندی که در کولر گازی نیز اتفاق می ‌افتد و همیشه مقداری آب از خروجی کولرهای گازی در جریان می ‌باشد به همین دلیل است.

تصویر شماره 2

بنابراین و همان طور که در تصویر شماره 2 نیز مشاهده می‌ شود کافی است هوای محیط توسط فن به محیط سردتر فرستاده شود و آب تهیه شده جمع‌ آوری گردد. نمونه اولیه دستگاه مطابق با آن ‌چه در تصویر شماره 3 ارائه شده است، ساخته شده است و حدود 250 سی سی آب در ساعت از آن قابل جمع‌ آوری است.

تصویر شماره 3

مهارت های کسب شده

1. روش ایده یابی (بارش مغزی)

2. مهارت کار در آزمایشگاه (رعایت نکات ایمنی)

3.  آشنایی با مهارت کاربرد ابزار و وسایل مورد نیاز

4.  آشنایی با پروپوزال نویسی

5. آَشنایی با مقاله نویسی

6. آشنایی با تهیه پاورپوینت

7. آشنایی با نحوه جستجوی اطلاعات

8. آشنایی نحوه فیش برداری

9. مهارت ساخت پوستر علمی

10. مهارت انجام کارگروهی

تنظیم کننده: محبوبه همت