【中学生自由研究テーマjhNo.18】

太陽熱温水器を作ろう

太陽熱温水器は、太陽の熱を利用してお湯をつくる設備のこと。太陽の熱で水がどのくらい温まるのか、身近なもので試してみよう。

太陽熱温水器を作ろう
対象学年
制作日数
カテゴリ

用意するもの

  • 耐熱性のペットボトル2本
    ★ホット飲料のペットボトルはキャップの色がオレンジ色になっている。
  • 温度計
  • アクリル絵の具(黒)
  • 新聞紙
  • A4サイズくらいの厚紙(または段ボール)
  • アルミはく
  • エアキャップ(プチプチとも呼ばれる緩衝材 )
  • セロハンテープまたはビニールテープ

実験の進め方

  1. 1

    1本のペットボトルの外側の側面をアクリル絵の具で黒くぬって乾かす(底はぬらない)。

  2. 2

    厚紙をアルミはくで包み、台を作る。

  3. 3

    エアキャップをペットボトルにかぶせられるサイズにたたんでテープでとめ、袋状にする。同じものをもう1つ作る。

    ★袋をかぶせて風をよけ、温まった空気を逃がさないようにするよ。

  4. 4

    よく晴れた日に、日の当たる場所に②の台を置く。黒くぬったペットボトルと透明なペットボトルに同量の水を入れて上に置く。水の温度、周辺の気温を測って記録する。

  5. 5

    ペットボトルに③をかぶせる。

  6. 6

    1時間ごとに袋を外し、それぞれの水温を測って記録する。

    ★黒いペットボトルの袋には水滴がついた。

    ★天気によっては水温がかなり高くなることもあるから注意しよう。

  7. 7

    日が落ちて水温が気温に近づいたら実験終了。

まとめ方・提出の工夫

  • 2つのペットボトルの水温がどのように変化したかをグラフにしよう。そのときどきの気温も示し、気温と水温の関係についても考えて書こう。
  • 実験の方法を紹介し、太陽熱を効率的に活用するための工夫をまとめよう。もう1本透明なペットボトルを用意して、袋をかぶせずに置いて比較してもいいね。
  • 太陽熱の利用について、電気やガスと比べて考えてみよう。環境への影響、活用のしやすさ、エネルギー量などを表にして比較するとわかりやすいよ。

まとめる時に便利な
テンプレートはこちら

発展のヒント

  • 太陽熱温水器は、家庭の屋根に設置されていることもある。見かけたら、どのような場所に設置されているか、色や角度にも注目して、それらの理由を実験と結びつけて考えよう。

★家の屋根の太陽熱温水器。
  • 太陽光のエネルギーを利用する設備には、ほかに太陽熱発電(ソーラーシステム)や太陽光発電がある。どれも見た目が似ているけれど仕組みは異なるよ。調べてみよう。

★家の屋根の太陽光パネル。
  • 大小のペットボトルを用意して、温まり方を比べてもいいね。冷めていくときにかかる時間にも注目してみよう。

監修:白數哲久(昭和女子大学准教授)

参考:『中学生eco〈エコ〉の自由研究』(永岡書店)

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