2024.04.03

【春の陣】実験マニアック解説！！

3月29日（金）林コミセンで開催した【春の陣】🌸

【戸川先生の実験教室】で、「なんでこうなるんだろう？」と思った子、必見！

科学が大好きなふみちゃんが解説をするよ！

【戸川先生の実験教室】🧪
　実験①　大気圧を知ろう
　実験②　凍らない水を体験しよう
　実験⓷　摩擦の力を知ろう　　　　　　
　の３本の解説です！

実験⓵「大気圧を知ろう」！

実験の手順は以下👇

(1)アルミで出来たビールの空き缶に水を入れる。
(2)蒸気が出る程温める。
(3)素早くひっくり返して、水の中に入れ缶を冷やす。

水の中に缶を入れると一瞬でつぶれてしまいます。
手に力を込めて握りつぶしたわけでは、もちろんありません。
この力の正体は大気です。
地球の大気の下で生きている私たちには、常にこの大気の重みがかかっています。これを大気圧と言います。
水の入った缶を温めると、水の一部は水蒸気へと変わり、空気を追い出します。
1gの水の体積は1㎠。それが水蒸気に変わると1700㎤になります。つまり1700倍☆もの体積差があるのです。
缶を逆さにすると、缶の上部は水蒸気で満たされた状態で大気圧と釣り合い、底の方は水がある事で空気が入って来れない状態になっています。
缶を水に入れて冷やすことで水蒸気は再び液体の水となります。すると先ほどとは逆に体積は1/1700に縮み、缶上部はほぼ空気の無い空の状態=真空状態となります。そうするとアルミだけで大気を支える事になり、耐えられずに潰れるのです。

スチールの空き缶でも同様の実験を行いましたが、こちらの場合は少し変形した程度でした。

実験②「凍らない水を体験しよう」

戸川先生がコミセンで冷やしておいたという”水”。
無色透明で匂いもありません。
それをボウルの中に注ぎます。
ペットボトルに常温の水を入れ、ボウルの中に浸けます。クルクルと回してしばらくするとペットボトルの中の水が凍り始めました！
ボウルの中の水は凍っていません。
これは一体どういう事なのでしょう？不思議な凍らない水の正体は何なのか？
答えは………………………………………！！
飽和食塩水です。
食塩は20℃の時、水100gに約36g溶けます。これ以上はいくら食塩を追加して混ぜても溶けません。この時の濃度は26.5％なので、海（3.4％くらい）よりも大分しょっぱいです。
水は不純物の混じっていない状態では0℃で凍ります。しかし、食塩などが溶けていると凝固点降下という現象が起こり、0℃以下でも凍らなくなるのです。(ちなみに飽和食塩水が凍る温度は-21.3℃)
ペットボトルの中の水は普通の水道水なので、凍っていったのですね🧊

実験⓷　「摩擦の力を知ろう」

木の板の上に載せた各種硬貨。
板を傾けると、どの順番で滑り落ちるでしょうか？
答えは………………………………………！！
①100円②50円③10円④5円⑤500円⑥1円の順番でした。
この順位は、材質による滑りにくさ＝摩擦係数と呼ばれるものと重さと面積が関わって決まります。
今度は板の上に硬貨の代わりにノート2冊を重ねて置きました。
すると、上のノートだけ先に滑り落ちました。
これは木とノートとの間の摩擦力よりもノート同士の摩擦力の方が小さいためです。
ノートの表紙は大抵ツルツルに加工されていますよね？
ノートの中身はどうでしょう？
表紙よりはザラつきがありますね。
ノート2冊の互いのページをページの間に挟みこんでいきます。
ノートの背を互いのページ部分を挟まないように持ち、引っ張ります。
お家にあるノートでも出来るのでやってみて下さい。なかなか外れません💦

今度はタウンページでやってみます。ノートの何倍も分厚く、紙もザラザラしています。
背表紙から1センチ程の所に穴を開け、紐を通して、子どもとスタッフ6人ずつのチームに分かれて引っ張り合いました。
すると！なんと！子ども達の力と紙の摩擦力が、紙の強度を上回り、タウンページの背表紙が引きちぎれてしまいました！！(*_*)
紙一枚の摩擦力は小さなものですが、積み重なるとかなり大きくなることが分かりましたね😊