1

NPOふくい科学学園 平成２２年度

第１５回 科学実験教室 平成 22年 12月 18日（土）9:30~12:00

（アオッサ 7階７０６号室）

熱の不思議 ～ 「小さなあばれんぼう」の熱い物語 ～

講師：福井大学大学院工学研究科物理工学専攻： 葛生 伸

福井大学教育地域科学部理数教育講座： 栗原一嘉

実験補助：理数教育講座学生：中村俊、中山圭祐、山本哲也

名前な ま え

2

１．はじめに

さて，寒い冬がやってきましたね。来週

はクリスマス。みんなどんなプレゼントも

らうのかな?

今日は，寒い冬にちなんで，温かい話をします。

熱というのは，なんなのかいろいろと楽しい実験を通じて楽しく

学んでいきましょう。

２．「小さなあばれんぼう」（分子のパワー） まずは，空気を使った実験をしてみましょう。

２．１ まずは空気に関する簡単な実験から 話を聞いて，問にこたえていきましょう。

ａ） ボトルカンに風船をかぶせて，ボトルカンを火であぶる

Ｑ１ 風船はどうなりましたか？

Ｑ２ 風船がそうなった理由は？

3

ｂ） 空き缶つぶし

空き缶（アルミ缶）にほんの少し水を入れて火

にかけて，音がしたら勢いよく口の方を下にして

水の中に入れる

Ｑ３ 空きカンはどうなりましたか？

Ｑ４ 空きカンがそうなった理由は？

Ｑ５ アルミカンにかかる力はどのくらいの大きさ？

4

小さなあばれんぼうのパワー

ボトル缶に風船をかぶせて火にかけると風船がふくらみ

ます。これは，空気が分子という非常に小さなものから

できているからです。分子は小さいけれどもとても元気

な「小さなあばれんぼう」です。分子は温度が高くなると

より元気になります。そのため，風船の中からぶつかる力

が強くなって風船がふくらむのです。

空きカンつぶしでは，空きカンの中にほんの少し水を入

れてあたためます。そうすると，水が水蒸気になります。

空きカンのなかは水蒸気でいっぱいになります。空きカン

の口を水の中につっこ

むと，空きカンの中の

水蒸気は水にもどりま

す。そうすると，空きカ

ンの中には何も無くな

ります。このような状

態を真空（しんくう）と

いいます。真空の状態

ではカンの外からだけ

分子がぶつかります。

そこで，空きカンはつ

ぶれるのです。このこ

とから，空気の力は非

常に強いことがわかり

ます。

空気の分子

＝ちいさな あばれんぼう

くうき ぶんし

あつくなるとげんきになる!

くうき

空気の分子

水の分子

ぶんし

みず ぶんし カンの中の水蒸気は水になりカンの中はからになる

なか すいじょうき みず

5

２．２ 真空の丌思議 ａ） 真空の実験

手で動かす真空ポンプを使った色々な実験

を見てみよう

Ｑ６ 真空って何？

ｂ） 真空にした容器にペットボトルをつなぐと

真空にした容器にペットボトルをつないで，コックをまわすと，ペットボトル

はどうなった？ また，風船をつけたらどうなるだろう？

Ｑ７ ペットポトルのようすを絵に書いて説明してみよう。

6

ｃ） 容器にラップをかけて真空にすると

真空容器にラップをかけてゴムバンドでとめ，

容器の中を真空するとどうなるでしょうか。

Ｑ８ ラップのようすを絵に書いて説明してみよう。

ｄ） 真空にした容器を水の中に入れて栓をあけると

Ｑ９ 真空にした容器を水の中に入れて栓を抜くとどうなるでしょうか。

また，そのようになるのはなぜでしょうか？

7

ｅ） お湯を入れた容器の空気をポンプで抜くと？

Ｑ１０ お湯を入れた容器の空気をポンプで抜くとどうなるでしょうか？

そのようすを図の中の絵に書き，文章で説明しましょう。

２．３ 空気をいきおいよく押し縮めると ａ） 圧縮発火の実験器

右の図のようにガラスの筒にティッシュペーパー

を入れて，急に押し縮めてみよう。

8

Ｑ１１ ガラスの筒の中で，ティッシュペーパーはどうなりましたか？

Ｑ１２ どうしてそうなったのでしょうか？

9

３．もえる，あたたまる こんどはみんなで実験してみましょう。

３．１ ろうそくを使った実験 ろうそくに火をつけて，紙皿の真ん中にロウをた

らして，ろうそくをたてます。

つぎに，ろうそくの周りに水を２ ｃｍ位入れてか

ら，ろうそくに火をつけます。これにコップをかぶせ

ます。

観察： 火はどのようになるかを観察しよう。また，コップの中での水面の

高さはどうでしょうか。

Ｑ１３ ろうそくの火，コップの水はどうなりましたか？

Ｑ１４ そうなった理由を考えてみましょう？

10

３．２ コップの底に使い捨てカイロを付けて水にかぶせる 袋から出した使い捨てカイロをあたたまるまでよく

もんでください。

あたたまったら，シールを剥がして，コップの底にくっ

つけてください。

使い捨てカイロを入れたコップを水の中に逆さにた

ててください。

どのようになるでしょうか。時間がかかりますので，次の話を聞きなが

ら待っていてください。

Ｑ１５ コップの中の水はどうなりましたか？（変化してから書きましょう）

Ｑ１６ その理由は？

11

４．酸素のはたらき

４．１ 分子 （= 小さなあばれんぼう） のはたらき

小さなあばれんぼうの働きについてスライドで説明します。よく聞いてま

とめてね。

Ｑ１７ これまでの実験からわかった小さなあばれんぼうの力について，

今日来ていない友だちにわかるように説明を書きましょう。

（家に帰ってからまとめてね）

12

４．２ 鉄も燃える？ スチールウールは，鉄を細かく切ったもの。火にかけると

燃やすことができます。

Ｑ１８ スチールウールを火にかけるとどうなったかを書きましょう。

セロハンテープに鉄粉をつけて，火であぶってみます。

Ｑ１９ どのようになるか観察しましょう。

13

４．３ 酸素のはたらきのまとめ スライドで説明した酸素のはたらきについてまとめてみよう。

Ｑ２０ わかったことを，今日来ていない友だちに分かるように，説明する

文章を書いてみよう？（家に帰ってからまとめてね）

14

５．使い捨てカイロの丌思議

５．１ 使い捨てカイロの秘密 使い捨てカイロの袋をみて，何が使われるかをみ

てみよう。

Ｑ２１ 使い捨てカイロの原料を書きましょう。

使い捨てカイロの中身を出して，紙の上にあけよう。

中身を水のペットボトルに入れて，ふたをしてよくふってしばらくおいてみ

ましょう。

Ｑ２２ ペットボトルはどのように変わっていくでしょうか。今日の実験が

終わるまで待って，観察しましょう。

15

５．２ 使い捨てカイロを作ってみよう 使い捨てカイロでどのくらい温度が上がるかを見るために，部屋の温度

をはかりましょう。

Ｑ２３ 作る前の部屋の温度は何度でしょうか。

次の説明を見て，使い捨てカイロをつくりましょう。

ポリ袋のファスナーを開け，よくもんで，これ以上温度が上がらないと思っ

たら，温度計で温度をはかってみましょう。

使い捨てカイロの作り方

使い捨てカイロをつくってみよう

ファスナー付ビニール袋

バーミキュライト5グラム

5%食塩水5ミリリットル

鉄粉20グラム

よく混ぜる

ティッシュ

よくもむ

ファスナー空けたまま

熱くなる

空気を追い出しファスナー閉める

⇒ 冷める

説明： 使い捨てカイロは，鉄がさびる時に熱がでることを利用した

ものです。鉄は，食塩水があると錆びやすくなります。食塩水

を吸収するために，バーミキュライトとよばれる園芸用の土を

もちいています。バーミキュライトの代わりに脱臭剤などに用

いられる活性炭（１０ｇ程度）を用いることもできます。

℃

16

Ｑ２４ 自分で作った使い捨てカイロの温度は何度になりましたか？

今度は，ポリ袋のファスナーをしめてください。しばらくおくとどうなるで

しょうか。手で触って，これ以上温度が変わらないとおもったら，ファスナ

ーをあけて中の温度をはかってみましょう。

Ｑ２５ ファスナーを閉めたあとのカイロの温度は何度でしょうか？

Ｑ２６ なぜ使い捨てカイロは暖かくなるのでしょうか？

℃

℃

17

６．水をかけると熱くなるもの

６．１ 「おかずのり」の乾燥剤 おかずのりの乾燥剤に，水をかけてはいけません。捨てる

ときには，たくさんの水の中でぐにゃぐにゃにしてからすて

ましょう。触ると手があれますので，ビニール手袋をしてさ

わるようにしましょう。

Ｑ２７ 「おかずのり」の乾燥剤に使われているものは何と

いうものですか？

Ｑ２８ 「おかずのり」の乾燥剤に使われているものに水をかけるとどうなり

ますか？温度は何度になりました？

注意： 「おかずのり」の乾燥剤に使われているものを水に溶かすと強いア

ルカリ性になります。目に入ると危険です。手や皮膚につくりきけ

んです。扱うときは，メガネをかけてビニール手袋をしてくださ

い。

18

７．紙でお湯を沸かしてみよう 金属製のざるに紙を水が溢れないようにま

るめて，水をいれます。

それをガスコンロの上に置くとお湯を沸かす

ことができます。

Ｑ２９ 火の上にのせても，紙が燃えないのはなぜでしょうか？

19

６．まとめ 今日学んだことをまとめてみましょう

Ｑ３０ 空き缶つぶしで，空き缶が勢い良く潰れたのはどうしてでしょう

か？

Ｑ３１ 鉄粉をセロハンテープにつけて燃やすとパチバチいうのはなぜ？

Ｑ３２ 使い捨てカイロで，コップの中の水が上がり，使い捨てカイロを入

れたペットボトルが潰れたのはなぜ？

20

Ｑ３３ 使い捨てカイロを袋から出すと暖かくなり，ポリ袋のファスナーを

閉めると温度が下がるのはなぜ。

Ｑ３４ 使い捨てカイロはどうして温度があがるの？

Ｑ３５ おかずのりの乾燥剤に使われているものに水をかけると温度が変

わるわけは？

Ｑ３６ おかずのりの乾燥剤に使われているものが水と結びついてできる

ものは何に使われている？

21

＜感想文＞

保護者の方のご意見などがあればお書きください