小发明家张今与太阳能热水器

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  现在,太阳能热水器的使用,可以说遍布了全国各地,可是,你知道它的发明者是谁吗?他的名字叫张今,他发明太阳能热水器时才16岁,是一个高一学生。
  1969年,张今出生在上海一个普通知识分子家庭,父母对孩子的早期教育相当重视,那时“四害”横行,儿童学习用品和儿童玩具品种很单调,为了给张今购买开发智力的用品,父母亲经常去各大商店转悠。
  孩子时的张今很喜欢搭机械积木,一会儿搭吊车,一会儿搭汽车,一会儿搭机床。开始还按图样搭,后来玩熟练了,就干脆自己想象,拼拼凑凑地搭些新鲜玩艺:轮船、火车等奇形怪状的各种机械。
  有一次,爸爸给他买回了一辆玩具翻斗汽车,玩了不久,车子就坏了。小张今打开“百宝箱”,拿出小工具、废零件等,鼓捣来鼓捣去,折腾了半天,竟然让翻斗车“复活”了。
  在幼儿园里,小张今最爱手工课。有一次,老师让小朋友们用纸片叠铲车。老师先给大家做示范,教大家用浆糊把铲车的双臂与车身粘死。
  教完之后,老师在小朋友中间巡视,她俯下身子,拿起张今叠的小铲车拨弄了一会,突然用惊奇的声音说:“看,今今叠的铲车是会动的!”小朋友们都围过来看。
  真的,随着老师的手一拉一放,铲车就动起来,铲斗一会儿举起,一会儿放下,跟工地上的铲车一模一样。原来,小张今经常跟着爸爸去工厂看机器,去机场看飞机,去港口看轮船,对铲车看得更多。他今天没按老师的要求做,而是用大头针在车身上戳了个小孔,将线头从小孔中穿过去,连接双臂,这样,手一拉一放,铲斗就一上一下了。
  在小学里,小张今制作喷气式汽船、柑橘电池、有线遥控电动火车、可用于儿童摄影的针孔成像照相机、奇巧的牵引式滑翔机等五件作品,获得市、区级奖励。
  进入中学后,张今决心把学到的知识应用到解决生活中的难题上。那时,他家厨房还烧煤炉子,苦得外婆早晚蹲在煤炉前摇大蒲扇。张今做了一台微型鼓风机,“解放”了外婆。乐得外婆逢人便夸外孙聪明。
  妈妈住楼上,张今睡楼下。每天早上,妈妈都要下楼来叫他起床。为了方便,张今用一个自行车铃盖做电铃盖,绕一个线圈做元件,做了一个电铃。这样,妈妈只要在自己床头一按电钮,他在楼下就被电铃叫醒了。从此,尽管学校离家远,他上学再也没有迟过到。
  家里买了一台彩色电视机,屏幕上图像常常出现重影。爸爸妈妈特意买了一套雷达式天线,也无济于事。张今翻阅了几本电视知识书籍,根据上海地区电视发射的波长,琢磨出一套七单元室外天线的设计方案,经过两周的制作、调试,电视上讨厌的重影终于消失了,画面异常清晰。
  初三时,他学习了物理学上的光学与热学知识,做了一个聚光式太阳热水器。这种热水器比当时流行的平板型好得多!具有耗材少、效率高、四季可用等优点,但聚焦等技术问题有待解决,这是张今技术攻关的重点和难点。
  张今和弟弟在阳台上做起了试验。他们用塑料薄膜装着水,底下放一根火柴。他们光着膀子,蹲在太阳下观察,烈日晒得他们汗流浃背。一会儿,薄膜下“咝”的一声冒出火焰,火柴点着了。张今兴奋得跳起来:“成了,成功了!”兄弟俩闹成一团,陶醉在成功的欢乐里。
  到了高一,张今是区青少年科学活动站太阳能小组最肯创新、最受关注的学生。他要制作的是多层吸收式太阳能热水器。它的特点是箱式透镜,充水聚焦。站里专门为此买了1000多元的测试设备。
  每天晚上,刚忙完一大堆家庭作业,张今立即投入研制工作。他时而翻阅资料,时而测量,时而计算,经常熬到深夜。设计方案先后改动了十来遍,不知画了多少张图纸。
  为了获得理论支持,张今自学了《几何光学》、《民用太阳能利用及理论》等书。他还一连几天在学校的计算机房里忙碌,和同班同学、全国中学生计算机程序设计比赛上海地区一等奖获得者王平一起,打出了研制工作必须的透镜曲线图。
  张今的新型太阳能热水器制作成功并进行测试时,他已上高二。第一次测试时,有人说水温能达到400℃就不错了。结果出乎意料,达到了80℃!
  第二次测试是在日照很弱、气温在0℃的条件下进行的。只用十几分钟,水温达到了79℃。这就是说,这种热水器即使在南极的夏天使用,也能取得满意效果。
  在老师的鼓励下,张今把这件科技作品交到主持“亿利达青少年发明奖”的上海交通大学,并交了一篇8000字的论文。
  在答辩会上,面对满座专家与学者,张今谈吐自如,时而在黑板上画出各种图形,从实用和工艺两个方面逐条阐述,时而回答专家们提出的各种问题。
  专家们听得连连点头,最后一致的评价是:多层吸收式太阳能热水器在设计上扬长避短,箱体与透镜巧妙结合,大大提高了热效率;并且有制作简单、成本低、使用方便等优点,有利于广泛推广应用。
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