关键概念
光
能量
热
颜色
吸收
反射率
简介
你有没有想过，改变你家的颜色除了改变它的外观之外，还会带来其他影响吗？它还能像影响能源账单一样实用吗？在炎热的夏天，人们消耗大量能源来保持房屋凉爽。如果能减少能源消耗，不仅可以节省开支，还可以通过减少能源消耗来帮助保护环境！在这个活动中，你将测试哪种颜色能使房屋不那么热。也许你还会找到一种好的颜色来重新粉刷你的家！
背景
你家的颜色如何影响内部温度？要回答这个问题，想想你在炎热的晴天会穿什么样的衣服。你宁愿穿浅色的衬衫还是深色的衬衫？你穿深色衬衫可能会比穿浅色衬衫更热。这是因为浅色衬衫比深色衬衫反射更多的光，深色衬衫会吸收更多的光或能量，使衬衫变热。然后它将热量传递到你的身体，使你比浅色衬衫更热。房屋颜色也遵循同样的原理。
材料
• 黑色、白色和灰色卡纸
• 剪刀
• 三个大小相同的纸板箱。例如，可以是三个鞋盒或三个麦片盒
• 橡胶水泥
• 温度计
• 在炎热天气里，室外阳光充足的地方
准备工作
• 小心地将白色卡纸剪成碎片，以便它可以覆盖其中一个纸板箱的整个表面。
• 使用橡胶水泥将纸张粘贴到盒子，尽可能平滑地粘贴纸张，使其与下面的盒子之间没有气泡。
• 就像你用白色盒子做的那样，粘贴灰色和黑色卡纸，将每种颜色粘贴到另外两个盒子中的一个上。现在你应该有一个白色盒子、一个灰色盒子和一个黑色盒子。
步骤
• 将温度计放入白色盒子，盖上盖子，然后拿到室外。
• 将白色盒子放在你选择的阳光充足的地方。将其放在那里 30 分钟。
• 30 分钟后，打开盒子，快速读取温度计上的温度。盒子里面有多热？
• 将温度计放在盒子附近的阴凉处（仍在室外）。待它适应阴凉后，读取温度。阴凉处有多热？
• 使用灰色和黑色盒子分别重复这些步骤。30 分钟后，灰色和黑色盒子内部有多热？盒子内的温度与附近阴凉处的温度相比如何？
• 30 分钟后，哪个盒子最热，哪个盒子最凉爽？它们的温度与阴凉处的温度相比如何？
• 提示： 尝试在相同的云层条件下测试所有三个盒子。例如，尝试在阳光充足的 30 分钟内测试所有盒子，或者在多云的 30 分钟内测试所有盒子。如果在测试其中一个盒子时云层条件发生变化，请尝试在相似条件下稍后重新测试它。
• 额外： 房子的颜色如何影响它在冬季的保暖程度？你可以通过重复这项活动来研究这个问题，但这次要将盒子放在一盘冰的顶部（用白色塑料袋覆盖以保持盒子干燥）。在冬季条件下，哪种颜色的盒子最保暖？
• 额外： 除了黑色、白色和灰色之外，还有其他颜色呢？为了更接近真实房屋，你可以重复此活动，但不要使用卡纸，而是将盒子涂成不同的颜色。大多数主要的涂料制造商都可以告诉你任何颜色涂料的反射率值 (LRV)。例如，白色通常会反射照射在其上的 80% 的光，而黑色则为 5%。针对一系列具有不同 LRV 值的颜色进行测试。温度如何随油漆颜色的 LRV 变化？
• 额外： 房屋颜色只是房屋设计的一个方面。你选择的房屋外部材料是否有影响？在这个活动中，你使用纸包裹的盒子来模拟粉刷过的房子。那么用于覆盖房屋的真实材料呢？再次尝试此活动，使用不同的材料：土坯、灰泥、木材、壁板、金属等。在炎热的天气里，某些材料是否比其他材料更能保持房屋凉爽？ 观察和结果
黑色盒子是否最热，白色盒子最凉爽，而灰色盒子的温度介于两者之间？
就像在炎热的天气里穿浅色衬衫保持凉爽一样，白色盒子比深色盒子反射更多的光。白色盒子内部应该最凉爽，与附近阴凉处的温度相比。黑色盒子吸收的光最多，并且这种能量会随着时间的推移转移到盒子内部，使温度计变热。与阴凉处的温度相比，黑色盒子可能会最热。灰色盒子会吸收一些光，因此也会变热，但其温度将介于黑色和白色盒子之间。浅色材料比深色材料反射更多光的原因实际上相当复杂，但基本上归结为材料中化学键的数量和类型——这些键会影响它吸收的光的种类（特别是波长）。一些人和公司也开始采用白色屋顶，这种屋顶比深色屋顶反射更多的热量。
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本活动与科学伙伴合作推出
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