実験・自由研究のおすすめ2020|簡単おもしろ科学、化学、理科、工作のネタ帳

夏休み冬休みの宿題に役立つ、身近な材料を使って簡単にできる実験や自由研究の各テーマを紹介しています。なぜを楽しくおもしろく科学の不思議を探検しましょう。

小学生向け

氷の結晶を見る実験

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暑い夏、氷の結晶でも見れば涼しく感じるかも?
野外キャンプ場で、電気を使わず氷を見せたい?
研究の動機
常温の部屋の中でフェルトに氷の結晶がつく秘密は、気化熱にあります。
フェルトにアクリル樹脂用接着剤の液が十分に染み込むと、みるみるうちにフェルトの繊維の端に氷の結晶ができます。氷の結晶ができるようすを観察してみましょう。

準備するもの

準備するもの

  • フェルト(厚さ1.5mm程度のものを用意しましょう)
  • はり金(太さ0.8mm程度のもの)
  • フィルムケース
  • アクリル樹脂用接着剤(成分が二塩化メチレンのもの)
  • ハサミ

実験

実験
1.フェルトをハサミで木の形に切ります。木の高さは5cm程度にします。(ギザギザの部分の多い形にすると結晶がつきやすくなります。)
2.はり金を9cm程度の長さに切ります。切ったはり金を曲げて、フィルムケースの中に立つように足になる部分を作ります。

1.のフェルトの中に2.のはり金を差し込んで、フェルトが立つようにします。
フィルムケースを1/3くらいの高さになるように輪切りします。
フェルトをフィルムケースの中に立てます。

アクリル樹脂用接着剤の液をフィルムケースの中に注ぎ、フェルトの下の部分がひたるくらいにします。
★フェルトに息を吹きかけると氷の結晶ができやすくなります。
※アクリル樹脂用接着剤は吸引すると健康を害する恐れがありますので換気をよくするなど取り扱いに十分注意して実験をしましょう。

分かったこと

分かったこと
この実験では、気化熱によって、空気中の水蒸気が凍ることを見ています。消毒用アルコールを脱脂綿に含ませて腕を拭くとひんやりとします。これは腕についたアルコールが蒸発するときに皮膚から熱を奪うためです。液体が気体になる、つまり気化するときに必要な熱を気化熱といいます。気化しやすいアルコールなどの液体は、気化するときにまわりに接する物質から気化熱に相当する熱を奪うため、まわりの物質は急激に冷たくなります。アクリル樹脂用接着剤も常温で気化しやすい液体で、フェルトの繊維の端で空気に接すると、空気から熱を奪って気体になろうとします。このとき、空気に含まれている水蒸気がフェルトの繊維の端を核として凍るのです。

水蒸気が水を経ずに凍るには、急激な温度低下と、核になる物質が必要です。気化による温度低下と、フェルトの繊維の端という核となる物質の両方があるため、フェルトの表面に氷の結晶ができるのです。

気化しやすい他の溶液について

身近にはマニュキュアを取る除光液も冷たくなります。今度は除光液で試してみましょう。
(これからやってみたいこと)

参考にしたURL:https://site.ngk.co.jp/lab/no12/

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