小学生科学实验手工制作全攻略，趣味DIY教程，激发孩子

《小学科学实验手工制作教程——自制简易太阳能热水器》

实验目的

通过亲手制作简易太阳能热水器，了解太阳能转化为热能的基本原理,培养动手能力和科学探究精神。

所需材料

制作步骤

（一）制作热水器外壳

1. 选择一个较大的纸盒，在纸盒的一端侧面用剪刀剪出一个圆形的口，直径略大于小塑料瓶的直径,以便塑料瓶能够插入。
2. 在纸盒的顶部和底部适当位置扎一些小孔，用于通风,保证热量不会过度积聚在盒内。

（二）处理塑料瓶

1. 将小塑料瓶洗净并擦干，然后在塑料瓶的表面用黑色颜料或墨汁均匀地涂抹一层，黑色能够更好地吸收太阳光的热量,这是利用了不同颜色对光的吸收能力不同的原理。
2. 等待颜料晾干,确保涂抹均匀且无流淌现象。

（三）组装热水器

1. 将处理好的塑料瓶用橡皮泥或泡沫胶固定在纸盒剪开的圆口处，使塑料瓶的一部分深入纸盒内部，另一部分露在外面，且要保证塑料瓶能够稳固地放置,不会晃动。
2. 在纸盒内部的四周粘贴上铝箔纸，铝箔纸的反光面朝向塑料瓶，这样可以将照射到纸盒内的太阳光反射到塑料瓶上，增强对塑料瓶的加热效果，可以用透明胶带辅助固定铝箔纸,使其贴合紧密。

（四）安装温度计

在塑料瓶的瓶盖上打一个小孔，将温度计的探头部分插入瓶内，然后用橡皮泥或泡沫胶将温度计固定在瓶盖上，确保温度计能够准确地测量瓶内水的温度,且不会掉落。

（五）加水测试

1. 通过塑料瓶的瓶口向瓶内加入适量的水，水位不要超过塑料瓶的[具体高度，如三分之二],然后盖紧瓶盖。
2. 将制作好的简易太阳能热水器放置在阳光充足的地方，如阳台或窗台,确保塑料瓶能够充分接受太阳光的照射。
3. 每隔一段时间（如 10 分钟）观察并记录温度计显示的水温变化，持续观察一段时间（如 1 小时），绘制水温随时间变化的图表,分析太阳能对水的加热效果。

原理讲解

当太阳光照射到黑色的塑料瓶表面时，黑色表面能够吸收较多的太阳光能量，并将其转化为热能，使塑料瓶内的水温度升高，铝箔纸则能够将周围环境中的太阳光反射到塑料瓶上，进一步提高塑料瓶的吸热效率，从而更快地加热瓶内的水，这就是利用太阳能转化为热能的原理来制作简易热水器的过程，在现实生活中，太阳能热水器也是基于类似的原理进行设计和工作的，只不过其结构和材料更加复杂和先进,能够更高效地利用太阳能。

注意事项

1. 在使用剪刀等工具时，要注意安全,避免剪伤手指。
2. 涂抹黑色颜料时，要在通风良好的地方进行,避免吸入过多颜料气味。
3. 放置太阳能热水器时，要确保放置平稳,避免因风吹等原因导致热水器掉落损坏。
4. 观察水温变化时，要小心读取温度计数值,避免温度计破损。

相关问题与解答

问题 1：为什么塑料瓶要涂成黑色？ 答：黑色物体对太阳光的吸收能力较强，能够吸收更多太阳光的能量，并将其转化为热能传递给瓶内的水，从而使水的温度升高得更快，如果使用其他颜色的塑料瓶，吸收太阳光的能力相对较弱,加热效果就会不明显。

问题 2：铝箔纸在热水器中起到什么作用？ 答：铝箔纸具有良好的反光性能，它可以将照射到纸盒内的太阳光反射到塑料瓶上，使塑料瓶能够接收到更多方向的太阳光，增强了对塑料瓶的加热效果,提高了太阳能热水器的能量利用率。

问题 3：如果没有温度计，怎么判断水是否被加热了呢？ 答：可以通过触摸塑料瓶外壁的方式来初步判断，如果塑料瓶外壁在太阳光照射下逐渐变热，说明水正在被加热，但这种方法只能大致判断，没有温度计测量得准确，还可以观察水中是否有气泡产生，如果有气泡产生，也说明水的温度在升高，因为水温升高时，水中溶解的空气会因溶解度降低而形成气泡，不过这种方法也存在一定的误差,最好还是使用温度计来精确测量水温变化。

问题 4：怎样提高这个简易太阳能热水器的加热效率？ 答：可以从以下几个方面考虑：一是增加塑料瓶的表面积，例如可以将塑料瓶进行一些变形处理，使其表面积增大，这样能够吸收更多的太阳光能量；二是优化铝箔纸的铺设方式，确保反射的太阳光能够更准确地聚焦在塑料瓶上；三是调整热水器的放置角度，使其能够更好地接收太阳光，根据太阳的位置变化适时调整角度,以获得最佳的加热效果。