小学生科学实验手工制作全攻略，趣味

自制简易太阳能热水器

实验目的

通过制作简易太阳能热水器，让学生了解太阳能转化为热能的原理,培养动手能力和对科学实验的兴趣。

所需材料

制作步骤

（一）制作热水器外壳

1. 将废旧纸盒的顶部剪掉，保留底部和四周的箱体部分，在纸盒的侧面用剪刀或锥子钻出两个小孔,用于插入吸管作为进出水口。
2. 用橡皮泥将吸管与纸盒上的小孔密封好,防止漏水。

（二）安装太阳能吸收装置

1. 把黑色塑料袋平铺在纸盒内部底部,黑色表面能够更好地吸收太阳能并将其转化为热能。
2. 将小饮料瓶装满水，用胶带或橡皮泥固定在纸盒内部的一侧,作为储水箱。

（三）搭建循环管道

1. 将两个弯头吸管分别插入纸盒侧面的两个小孔，一个作为进水口，一个作为出水口，用直吸管连接弯头吸管和饮料瓶，形成一个简单的循环管道系统，确保管道连接紧密,防止漏水。
2. 用胶带或橡皮泥对管道连接处进行加固和密封。

（四）覆盖保温层

1. 在纸盒上方覆盖一层透明塑料薄膜，用胶带或橡皮泥密封边缘，起到保温作用,减少热量散失。
2. 在纸盒外部包裹一层泡沫塑料,进一步增强保温效果。

（五）组装完成

检查各个部件是否安装牢固，管道是否畅通，有无漏水现象，将温度计插入饮料瓶中,以便观察水温的变化。

实验原理

黑色物体能够更好地吸收太阳辐射的能量，当太阳光照射到黑色塑料袋上时，塑料袋吸收太阳能并将其转化为热能，加热纸盒内的空气和水，由于水的比热容较大，能够储存较多的热量，通过循环管道，热水可以从纸盒流向饮料瓶，实现热量的传递和储存，而透明塑料薄膜和泡沫塑料则起到了保温作用，减少热量向外界的散失,从而使水温逐渐升高。

实验操作与观察

1. 将制作好的简易太阳能热水器放置在阳光充足的地方，如阳台或室外空旷处,确保太阳能直射到黑色塑料袋上。
2. 每隔一段时间（如 10 分钟）记录一次饮料瓶中水的温度，并观察水温的变化情况，可以持续观察几个小时，绘制水温随时间变化的曲线图,分析太阳能热水器的加热效果。

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. 安装管道和密封材料时，要确保操作细致,防止漏水影响实验效果。
3. 实验过程中，要选择晴朗的天气进行，以保证有足够的太阳能照射，要注意避免热水器被遮挡或移动位置,影响实验数据的准确性。

相关问题与解答

问题 1：为什么选用黑色塑料袋作为太阳能吸收装置？ 解答：黑色物体对太阳光的吸收能力较强，能够将更多的太阳能转化为热能，相比之下，白色或其他浅色物体会反射较多的太阳光，吸收的太阳能较少,因此不适合作为太阳能吸收装置。

问题 2：透明塑料薄膜和泡沫塑料在实验中有什么作用？ 解答：透明塑料薄膜覆盖在纸盒上方，可以减少热量通过对流和辐射的方式散失到空气中，起到一定的保温作用，泡沫塑料的导热性较差，包裹在纸盒外部能够进一步阻止热量的传递，增强保温效果,使热水器内的水温能够更快地升高并保持较长时间。

问题 3：如果实验过程中发现水温上升缓慢，可能有哪些原因？ 解答：可能的原因有以下几种：一是太阳能不够强烈，如天气阴沉或有云层遮挡，导致黑色塑料袋吸收的太阳能不足；二是热水器的保温措施不够完善，存在热量散失的情况，例如透明塑料薄膜密封不严或有破损，泡沫塑料包裹不均匀等；三是循环管道可能存在堵塞或漏水问题，影响了水的循环和热量传递；四是黑色塑料袋表面有灰尘或污垢,降低了对太阳光的吸收效率。