第21课《太阳能热水器》

21太阳能热水器教学目标知道太阳的热传到地球是通过辐射的方式传递的2、能归纳出太阳能热水器吸热多少与其颜色、吸热面积、与阳光之间的夹角有关。3、能基于所学知识，制定较完整的探究计划，初步具备控制变量的意识，并能设计单一变量的实验方案。4、了解热辐射在生活中的应用二、教学重难点重点：通过生活感受和动手实践，了解热辐射的传递形式和影响条件。难点：探究太阳能热水器吸热多少与哪些因素有关三、教学准备PPT课件、大小相同的长方形黑色纸盒2个、白色纸盒1个、带孔木板1块、电灯泡、灯座、温度计2支、三脚架等。四、教学过程（一）导入随着社会的发展，人们生活水平的提高，很多人家都安装了太阳能热水器。太阳能热水器具有节能、环保、安全等特点深受人们的喜爱。冬季人们可以利用太阳能热水器获得热水用于洗脸、淘菜等。那么你知道太阳的热是怎样从遥远的太空传给太阳能热水器的吗？这一节就让我们一起探究太阳能热水器吧课题：21太阳能热水器探究与发现活动一认识太阳的热是怎样传递的前面我们已经认识了热可以通过传导和对流的方式传递，太阳的热是通过这两种方式传导地球的吗？如果太阳的热是通过传导和对流的方式传到地球的，那么太阳与地球之间就应该有某种物质存在，事实是怎样的?太阳和地球并没有接触，不可能是热传导。是对流吗？让我们通过网络，书籍等途径查阅资料来获取有关信息，并将查阅的资料记录下来。太阳距离地球很远很远，约有1.5亿千米。而地球周围的空气只有2000-3000千米厚，也就是说地球大气层以外遥远的太空是没有空气的。既然太空中没有空气，肯定也不是热对流。那么太阳的热又是怎样传递的呢？其实，太阳可以不靠任何介质直接向外发出热，这种热传递的方式叫热辐射。在生活中，篝火、浴霸灯、火炉的热也是通过热辐射传递的。你是否产生这样的疑问：篝火、浴霸灯、炉火和我们之间有空气呀，怎么不是热对流呢？虽然篝火、浴霸灯、炉火的热，是通过空气介质的，但空气传热很慢，而我们感受到这些热传过来的速度却很快，说明它们是穿过空气直接到达我们身体的。热辐射是物体因自身的温度直接向外发射能量的方式，温度越高，辐射越强。热辐射不需要依靠空气、水等任何物质，即使在真空中也能进行。活动二探究太阳能热水器吸热多少与哪些因素有关我们先了解一下太阳能热水器的构造及工作原理太阳能热水器由真空集热管、储水箱及支架等相关零配件组成，工作原理：阳光穿过吸热管的第一层玻璃照到第二层玻璃的黑色吸热层上，将太阳光能的热量吸收，由于两层玻璃之间是真空隔热的，绝大部分热量只能传给玻璃管里面的水，使玻璃管内的水加热。加热的水变轻沿着玻璃管受热面往上进入保温储水桶，桶内温度相对较低的水沿着玻璃管背光面进入玻璃管补充，如此不断循环，使保温储水桶内的水不断加热，从而达到热水的目的。观察比较太阳能热水器有什么相同点（出示不同太阳能热水器图片）通过观察比较发现它们都是黑色的，都是斜着放，都是面积大的一面朝向太阳。思考:这些相同点和它吸热多少有什么关系呢?假设:太阳能热水器吸热多少可能与颜色、摆放角度、受热面积有关;黑色的比白色的可能吸热多，受热面积大的比受热面积小的吸热多，受热面与光线垂直的比不垂直的吸热多。下面通过对比实验证明自己的假设是否正确对比实验中，只有一个条件是可变的，其它条件要相同提示：太阳能热水器吸热多少与什么有关的实验是一个模拟实验，我们可以用灯泡作为热源，用纸盒等作为受热物体:我们猜想到影响太阳能热水器吸热多少的因素有颜色、角度、受热面积，对比实验的原则是只能改变一个条件，如研究颜色，改变的条件是盒子的颜色，其他条件都要保持相同。实验材料：大小相同的长方形黑色纸盒2个、白色纸盒1个、带孔木板1块、电灯泡、灯座、温度计2支、三脚架等。实验（一）分别将黑色和白色的两个纸盒，放在距灯泡远近相同的位置将两支温度计分别插入纸盒中，点亮灯泡，观察记录温度计示数的变化。实验（二）分别将两个纸盒的一个正面和另一个侧面对着灯泡放置，并且距灯泡远近相同，点亮灯泡，观察记录温度计示数的变化实验（三）将其中一个纸盒面向灯泡倾斜45度，并且两个纸盒的中心距灯泡远近相同。点亮灯泡，观察记录温度计示数的变化学生进行实验，将观测到的数据记录在《科学学生活动手册》第29页中。教师巡视指导。比较每个实验的两组实验数据，我们可以得出什么实验结论？颜色越深、吸热面积越大、光线照射角度越接近90°则吸热越多。根据实验结论推测太阳能热水器吸热多少与哪些因素有关？根据实验结果可以推理得出:黑色的、受热面积大的、摆放角度始终与太阳光线垂直的太阳能热水器吸热最多。应用与拓展寻找并记录生活中哪些地方应用了辐射热生活中用到热辐射的例子有电烤箱烤食物，火堆旁取暖，太阳照射大地，使大地变暖，炭火烤烧饼、灶台里烧柴火时，坐在边上会感觉到灼烧感、电暖气取暖等。到目前为止，我们学习了哪几种热传递方式？热传导（直接接触）、热对流（液体、气体）、热辐射（穿过空气）在实际的热传递过程中，这三种方式往往不会独立存在，而是两种或三种同时存在。热水壶通电后加热，壶里的水形成热对流，使冷水变热。然后热水通过接触把热传递给水壶壁。——热对流、热传导烤箱通电后发出热，一部分热通过空气产生对流，一部分穿过空气直接传递给食物。——热对流、热辐射电暖气通电后发出热，一部分热通过空气产生对流，一部分穿过空气直接传递出去。——热对流、热辐射太阳能热水器接受太阳的热辐射，使太阳能水管外壁变热，然后传递给管里的冷水，冷水变热形成对流，这样热水器里的水就热起来了。——热辐射、热传导、热对流火炉烧水，火炉和水壶外壁的传热方式是热传导，壶中的水的传热方式是热对流，火炉向周围空气传热的方式是热辐射。铁锅炒菜，锅的外壁和铲子的导热方式是热传导，菜汤的导热方式是热对流，锅、菜等向周围空气导热的方式是热辐射。热传导、热对流、热辐射有什么相同与不同之处？传热方式不同之处相同之处热传导直接接触固体传热能力最强，液体次之，气体最弱都是由温度高的地方向温度低的地方传递热量热对流循环传递只在液体和气体中存在热辐射从热源处向四面八方传递可以不依靠任何介质直接传递课堂练习（1）在夏天的烈日下，很多物体摸上去很烫这是太阳的( )。A.传导 B.对流 C.辐射（2）天天气冷,坐在取暖器旁边，脸上立刻感到热，说明热主要是以()的方式传播的。A.热传导 B.对流 C.辐射（3）火通过哪些方式把热传递给烤火的人?()A.热传导B.对流、热辐射C.热传导、对流、热辐射（4）太阳能热水器主要是利用热传递的()形式吸收能量的。A.传导B.对流