PR

  メニュー閉じる

PR

実験

太陽光(たいようこう)でお()ができる「ペットボトル温水器(おんすいき)」をつくろう

実験 <ruby><rb>太陽光</rb><rp>(</rp><rt>たいようこう</rt><rp>)</rp></ruby>でお<ruby><rb>湯</rb><rp>(</rp><rt>ゆ</rt><rp>)</rp></ruby>ができる「ペットボトル<ruby><rb>温水器</rb><rp>(</rp><rt>おんすいき</rt><rp>)</rp></ruby>」をつくろう

ふだんキッチンやお風呂(ふろ)使(つか)うお()は、ガスや電気(でんき)のエネルギーで(みず)(あたた)めていることがほとんど。でも、身近(みぢか)自然(しぜん)のエネルギーを利用(りよう)して(みず)(あたた)める方法(ほうほう)もあるよ。ペットボトルで簡単(かんたん)につくれるから、(ため)してみてね!

太陽(たいよう)(ねつ)(みず)(あたた)める装置(そうち)!?

これは「太陽熱(たいようねつ)温水器(おんすいき)」。太陽(たいよう)(ねつ)(みず)(あたた)めて、お()をつくる装置(そうち)なんだ。太陽光(たいようこう)がよく()たるように屋根(やね)などに設置(せっち)されているよ。(いた)のような部分(ぶぶん)太陽(たいよう)(ねつ)(あつ)め、その(なか)(みず)(なが)れることによってお()ができるというしくみなんだ。

太陽熱(たいようねつ)温水器(おんすいき)のしくみ

太陽光(たいようこう)(みず)(あたた)めるって、どういうことなのか、ペットボトルでかんたんな「太陽熱(たいようねつ)温水器(おんすいき)」をつくって実験(じっけん)をしてみよう!

実験(じっけん)のやり(かた)は、(つぎ)動画(どうが)でも紹介(しょうかい)しているよ。

 

用意(ようい)するもの

・ペットボトル
・アクリル()()不透明(ふとうめい)でペットボトルにぬれるもの)
(ふで)水入(みずい)
温度計(おんどけい)
・ダンボール
粘着(ねんちゃく)テープ
角度(かくど)をつけるための(だい)(みず)()れたペットボトルなど)
軍手(ぐんて)
時計(とけい)

実験(じっけん)】ペットボトル温水器(おんすいき)何色(なにいろ)がいい?

さっき紹介(しょうかい)した太陽熱(たいようねつ)温水器(おんすいき)装置(そうち)(くろ)っぽい(いろ)をしていたね。実験(じっけん)では、いろいろな(いろ)のペットボトルで温水器(おんすいき)をつくって、できるお()温度(おんど)にちがいが()るかを調(しら)べてみよう。

実験(じっけん)準備(じゅんび)

[1]

ペットボトルをアクリル()()でいろいろな(いろ)にぬる。

ぬりもらしがないよう丁寧(ていねい)にぬろう。
今回(こんかい)は、(しろ)()(あか)(あお)(くろ)、ぬらないペットボトルを用意(ようい)

[2]

それぞれのペットボトルに(みず)()れる。(みず)(おな)(りょう)になるようにする。

[3]

ペットボトルを太陽(たいよう)(ひかり)()てる(まえ)に、すべてのペットボトルの(みず)温度(おんど)をはかっておく。
温度(おんど)のはかり(かた)……温度計(おんどけい)(さき)がペットボトルにふれないように、(みず)(なか)にまっすぐに()てて温度(おんど)をはかる。温度計(おんどけい)(なか)液体(えきたい)()がりきるまで(すこ)()つ。目盛(めも)りは、()(まえ)から()()もう。

今回(こんかい)実験(じっけん)では、すべてのペットボトルの(みず)温度(おんど)が5℃だった。

[4]

ふたをしたペットボトルをダンボールでつくった(はこ)()れ、太陽(たいよう)(ひかり)がよく()たる場所(ばしょ)(なら)べる。20(ふん)ごとに(みず)温度(おんど)をはかって記録(きろく)しながら、2時間(じかん)ほど観察(かんさつ)してみよう! (なか)(みず)温度(おんど)はどうなるかな?

(みず)()れて(おも)くしたペットボトルなどを(はこ)(うし)ろに()いて、実験(じっけん)(よう)のペットボトルに太陽光(たいようこう)がよく()たるように角度(かくど)をつけよう。

20(ぷん)()——

20(ぷん)()、ダンボールの(はこ)から(みず)(はい)ったペットボトルを()して、ふたを()け、それぞれ温度計(おんどけい)(みず)温度(おんど)をはかってみる。
温度(おんど)をはかり()わったら、ペットボトルにふたをして、ダンボールの(はこ)(もど)す。これを20(ふん)ごとにくりかえそう。

※ペットボトルが(あつ)くなっている可能性(かのうせい)があるので、実験(じっけん)(ちゅう)のペットボトルにさわるときは、必要(ひつよう)(おう)じて軍手(ぐんて)をしよう。

今回(こんかい)実験(じっけん)結果(けっか)
20(ぷん)()・・・透明(とうめい)10.5℃、(しろ)11℃、()12℃、(あか)13℃、(あお)15℃、(くろ)17℃

時間(じかん)()——

時間(じかん)()、ダンボールの(はこ)から(みず)(はい)ったペットボトルを()して、温度計(おんどけい)(なか)(みず)温度(おんど)をはかると……。
(くろ)のペットボトルの(みず)温度(おんど)一番(いちばん)()がっていた!

今回(こんかい)実験(じっけん)結果(けっか)
時間(じかん)()・・・透明(とうめい)21℃、(しろ)19℃、黄色(きいろ)22℃、(あか)23℃、(あお)25.5℃、(くろ)27℃

ペットボトルの(なか)(みず)()()けてみると、お()ができていたよ!
※ペットボトルの(なか)(みず)(あつ)くなっている可能性(かのうせい)があるので、()()けるときは、温度(おんど)をはかったあとに(すこ)しずつ様子(ようす)をみながらしよう。

どうしてこうなるの?

日光(にっこう)()たると、(からだ)(あたた)まるよね。それは、太陽(たいよう)(ひかり)()()えない(ひかり)(ふく)む)のエネルギーが(ねつ)のエネルギーになるからなんだ。(ねつ)エネルギーは(ひかり)エネルギーに、(ひかり)エネルギーは(ねつ)エネルギーになる性質(せいしつ)があるよ。

 

太陽光(たいようこう)温水器(おんすいき)は、太陽(たいよう)(ひかり)エネルギーが(ねつ)エネルギーになることを利用(りよう)して(みず)(あたた)めているんだ。
さらに、今回(こんかい)実験(じっけん)では、透明(とうめい)(しろ)()(あか)(あお)(くろ)のペットボトルを用意(ようい)して、(なか)(みず)(あたた)まり(かた)調(しら)べた。結果(けっか)は、(くろ)のペットボトルに()れた(みず)温度(おんど)一番(いちばん)()がったよね。
じつは、(おな)時間(じかん)太陽(たいよう)(ひかり)()てても、(いろ)によって(ひかり)吸収(きゅうしゅう)する(りょう)はちがうんだ。「(くろ)」は太陽(たいよう)(ひかり)の1つである「赤外線(せきがいせん)」を吸収(きゅうしゅう)しやすい性質(せいしつ)があり、ほかの(いろ)のペットボトルよりも(おお)くの(ひかり)エネルギーを吸収(きゅうしゅう)して(ねつ)エネルギーにできたから、一番(いちばん)(たか)温度(おんど)になったんだ。
だから、実際(じっさい)太陽熱(たいようねつ)温水器(おんすいき)太陽(たいよう)(ひかり)エネルギーをできるだけ(あつ)められるように、(くろ)っぽい(いろ)をしているんだね。

発展(はってん)】もっと(あたた)かいお()をつくるにはどうしたらいいだろう?

ペットボトルに()れた(みず)をもっと(あたた)める方法(ほうほう)(かんが)えて、実験(じっけん)してみよう。

発展(はってん)その①】太陽(たいよう)(ひかり)()てる一番(いちばん)いい角度(かくど)は?

地上(ちじょう)(たい)して、太陽(たいよう)位置(いち)(たか)さは、時間(じかん)季節(きせつ)によって()わっていくよね。太陽光(たいようこう)一番(いちばん)よく()たって、効率的(こうりつてき)にエネルギーを(あつ)められる角度(かくど)(さが)してみよう。

発展(はってん)その②】太陽(たいよう)(ひかり)をより(おお)(あつ)めるには?

太陽(たいよう)(ひかり)反射(はんしゃ)させて、反射(はんしゃ)した(ひかり)もペットボトルに()たるようにしたら、(なか)(みず)(あたた)まり(かた)()わるかな?
たとえば、ダンボールの(はこ)内側(うちがわ)にアルミ(はく)をはったり、(かがみ)()いたりして太陽(たいよう)(ひかり)反射(はんしゃ)させて、ペットボトルに()てるのはどうだろう。

発展(はってん)その③】(あたた)まったお()()まさないようにするには?

せっかくペットボトルの(なか)(みず)温度(おんど)()がっても、ペットボトルは外気(がいき)にさらされているので、気温(きおん)(ひく)いときは(なか)(みず)温度(おんど)()がってしまう。
ペットボトルに太陽(たいよう)(ひかり)()てながらも、(なか)のお()()まさないようにするには、どうしたらいいか(かんが)えて工作(こうさく)してみよう。たとえば、(ひかり)(とお)すけど、(ねつ)(とお)しにくいものがあれば使(つか)えそうだね。

身近(みぢか)なエネルギーについて(かんが)えてみよう

いつも何気(なにげ)なく使(つか)っていたキッチンやお風呂(ふろ)のお()は、ガスや電気(でんき)のエネルギーを使(つか)って(みず)(あたた)めている。ガスや電気(でんき)などはわたしたちのくらしをささえる大切(たいせつ)なエネルギーだ。
でも、ガスや電気(でんき)のエネルギーをつくるために天然(てんねん)ガスや石炭(せきたん)石油(せきゆ)使(つか)ってきたことが地球(ちきゅう)環境(かんきょう)(おお)きな変化(へんか)をもたらしている。これからは、環境(かんきょう)への影響(えいきょう)()らしながら安定(あんてい)して利用(りよう)(つづ)けられるエネルギー(げん)利用(りよう)方法(ほうほう)をもっと(かんが)えていかなければいけないんだ。
たとえば、今回(こんかい)のペットボトル温水器(おんすいき)実験(じっけん)では、太陽(たいよう)(ひかり)エネルギーを(ねつ)エネルギーに()えて使(つか)うことを実験(じっけん)した。太陽光(たいようこう)などの自然(しぜん)(ちから)利用(りよう)したエネルギーは、「再生(さいせい)可能(かのう)エネルギー」といって、地球(ちきゅう)環境(かんきょう)にあたえる影響(えいきょう)(ちい)さい。ほかにもこうした自然(しぜん)のエネルギーを利用(りよう)できるものがないか、調(しら)べたり(かんが)えたりしてみよう。
また、災害(さいがい)がおこったときは、電気(でんき)、ガスなどの設備(せつび)(おお)きな被害(ひがい)()ることもある。ガスや電気(でんき)()わりに太陽(たいよう)のエネルギーを利用(りよう)するペットボトル温水器(おんすいき)は、災害時(さいがいじ)にも役立(やくだ)つんだ。どんなところに設置(せっち)すれば、どのようなときに、(だれ)(やく)()つか、(かんが)えてみよう。

まとめ(かた)

この自由(じゆう)研究(けんきゅう)興味(きょうみ)をもったきっかけや実験(じっけん)方法(ほうほう)結果(けっか)、わかったこと・調(しら)べたこと・工夫(くふう)したことなどをまとめよう。
実験(じっけん)結果(けっか)については、時間(じかん)温度(おんど)変化(へんか)(ひょう)にまとめると()やすくなるよ。

参考(さんこう)

エネルギーについてもっとくわしく()りたい場合(ばあい)は、以下(いか)のサイトを参考(さんこう)にしてみてね。ワークシートもダウンロードできるよ。

SDGsエネルギー学習(がくしゅう)推進(すいしん)ベースキャンプ

レポートのまとめ方
のコツはこちら!

自由研究人気ランキング

場所でさがす

ほかのいろんなさがし方

PR
PR

夏休みおうえんスペシャル

PAGETOP