17 认识太阳能热水器 课件-2026-2027学年科学五年级上册人教鄂教版

5.17 认识太阳能热水器 5 学习目标 科学观念：知道太阳能热水器的结构及各部分功能，知道颜色、角度影响吸热。 科学思维：分析各部分功能与热传递现象，用温差数据归纳影响因素。 探究实践：用模拟实验比较不同颜色、不同角度、有无反光板的吸热效果。 态度责任：注意防烫伤，认识太阳能是清洁能源，乐于关注太阳能利用技术。 聚焦 太阳能是一种清洁能源，利用太阳能热水器吸收太阳能，将其转化为水的热能，既环保，又节约能源。 太阳能热水器是什么样的 聚焦 你在哪里见过太阳能热水器？ 太阳能热水器是如何高效地吸收和利用太阳能的？ 我们也来设计制作一个简易太阳能热水器吧！ 探究 它由哪些部分组成？各部分有什么功能？ 太阳能热水器的结构 研讨 各部分的功能 集热管：接收太阳能，并把它转换为热能——最关键的部分。 储水箱：储存热水，并有保温层减少热量散失。 支架：支撑集热管，把它固定在合适的倾斜角度上。 入水口进冷水、出水口出热水；排气口、溢流口保障安全。 研讨 水是怎样热起来的 集热管吸收太阳能变热，通过热传导把热传给管内的水。 管内水受热上升、冷水补充下沉，形成热对流。 储水箱的保温层减慢热传递，减少热量散失。 太阳能 → 热能 → 水温升高。 探究 集热管是接收太阳能量并将其转换为热能的关键部分。观察集热管有什么特点——它为什么是深颜色的？ 集热管有什么特点 探究 用光束集中的照射灯模拟太阳光照射卡纸，用温度计测量不同颜色卡纸在相同时间内吸收热量的差异。 实验一：不同颜色吸热本领 探究 不同颜色吸收太阳能实验记录表 改变的条件：卡纸的颜色（黑、白等）。 不变的条件：照射灯功率、照射距离、照射时间、卡纸大小。 记录：初始温度、5分钟后温度、温差。 提示：尽量在无风的环境下做实验。 研讨 结论：深色更容易吸热 深色卡纸温差大，浅色卡纸温差小。 小资料：在阳光下，黑色物体容易吸热，白色物体不易吸热。 因此，太阳能热水器集热管外壁涂的大多是黑色金属涂层。 探究 当卡纸倾斜角度不同时，太阳光照射到卡纸表面的角度有什么不同？设计实验检验想法。 实验二：放置角度会影响吸热吗 探究 入射角度实验记录表 改变的条件：卡纸的倾斜角度（入射角度）。 不变的条件：灯的功率、距离、照射时间、卡纸相同。 记录：入射角度、初始温度、5分钟后温度、温差。 结论：物体表面越垂直于阳光照射的方向，吸收的能量就越多。 研讨 怎样摆放最好 我国处在北半球，正午时太阳在偏南方向 → 朝向以正南为最佳。 南偏西或南偏东15°以内也可以。 可根据各地纬度确定热水器与地面的倾角：北京约北纬40°，倾角可设为40°。 为保证冬季获得足够高的温度，应将倾角升至60°为宜。 应用 它们的摆放方式和我们研究得出的结论相近吗？ 观察生活中的太阳能热水器 探究 增加反光板有利于吸收太阳能吗？用锡箔纸制作反光板，怎样放置有利于利用光的反射来聚光？ 实验三：反光板有用吗 探究 反光板实验记录表 实验状况：无反光板时 / 有反光板时。 测量时刻：初始时、2分钟后、5分钟后、10分钟后。 比较：同一时刻哪种情况温度更高？ 结论：反光板把更多光反射到集热面上，升温更快。 拓展 太阳能烧烤炉、太阳能烤箱、太阳能背包烤箱、太阳能炉灶——它们有什么相似的特点？ 有趣的太阳能加热产品 研讨 怎样升得更快、保温更好 增大集热面积、涂深色吸热涂层、加装反光板。 让集热面尽量正对太阳，按纬度调整倾角。 给储水箱加保温层、加盖密封，减慢热传递。 用热的良导体做集热部件，加快热传导。 课堂小结 结构：集热管、储水箱、支架及进出水口、排气口、溢流口。 因素一：颜色——黑色易吸热，集热管涂黑色金属涂层。 因素二：角度——越垂直阳光吸热越多，朝正南、按纬度定倾角。 因素三：反光板——利用光的反射聚光，升温更快。 课后作业 1. 基础作业：画出结构示意图，标注各部分名称并说明集热管的作用。 2. 实践作业：观察小区或楼顶的太阳能热水器，记录它的朝向和倾角。 3. 拓展作业：调查三种太阳能加热产品，写出它们共同的设计特点。 感谢观看！ $