最新記事 2016年07月21日

テーマ: 理科

やっぱり理科は実験ありき

みなさん、こんにちは。受験ドクターのAです。

受験ドクターで算、国、理、社の四科目を指導させていただいている幸せな講師です。

今日は、少し理科の実験の話をしてみたいと思います。

 

もう、7月の半ばですが、今年も様々な理科の入試問題を解きました。

 

その中で、「やりたい!!」と思った実験が、ズバリ、

 

テーマ「復氷」

復氷とは、氷に圧力がかかると溶ける温度が低くなり、圧力が低くなると溶ける温度が高くなることによって再び凍って結局切れない現象をいいます。

 

要するにこういうことです。

 

復氷実験2

復氷実験1

やりたくなりませんか!?この実験!

 

私はやりました。

 

<用意するもの>

①ジュースのパック

②針金

③重り

④適当な台

 

<手順>

①1ℓのジュースのパックを空にした状態から、その中に水(1回沸騰させたものが望ましい)を半分から3分の2程度入れる。

 

②冷凍庫で一晩以上凍らせる。

 

③同じ重さの重りを2つ用意する(私は10㎏のダンベル2つ用意しました)。

 

④針金で重りを結ぶ(かなり難しいです)。

 

⑤ジュースのパックから氷をとる(ハサミやカッターが必要です)。

 

⑥適当な台に氷を乗せ、重りをかける。

 

<結果>

なんとか成功した。

 

が、皆さまにはお勧めしません。

 

なぜなら、私がこの実験を成功させるのに3日を要したからです。

 

<3日もかかった理由>

そもそも、この入試問題は「に重りをつるして」という前提だったので、最初は糸に2ℓのペットボトルを括り付けて、重りにしたのですが、通常の糸では2㎏の重さに耐えられないことが判明しました。すぐに切れます。

 

そこで、急遽、糸を針金に変更。

 

そこに2ℓのペットボトルを括り付け、実験を開始しました。

 

30分後、変化なし。

 

2㎏の重りでは、圧が足りないことが判明しました。

 

そこで、重りを10㎏のダンベルに変更。

 

針金をバランスよく巻き付けることが、かなり難しいことが判明。

 

小一時間ほどかかって重りの装着を終えて、氷にかけると、いきなり

 

ブチッ

と、針金が切れました。小一時間が水の泡です。

 

ここで、通常の針金では10㎏の重さに耐えられないことが判明。

 

太さを太くすれば、もちろん10㎏の重さに耐えられるかもしれませんが、氷に当たる面積も広くなり、圧力が分散されることが予想されます。

 

そこで、太さをそのままに、特殊な針金を用意しました(高額です)。

 

ようやく準備が整ったわけですが、

復氷実験3

この状態から、

復氷実験4

この状態になるまでに2時間かかります。

ものすごく地味です。

 

だから、お勧めしません。

 

そこでお勧めするのが次の実験です。

 

<用意するもの>

①氷の板(かなり冷やしたもの)

②1円、5円、10円、50円、100円、500円硬貨

 

<手順>

氷の板に硬貨を押し付ける。以上

 

簡単にできます。しかも、最初の実験は、圧力のみをテーマにしたものですが、この実験は熱伝導までをテーマにしているので、レベルが高い実験なのです。

 

軽く映像の説明をさせてもらうと、1円、5円、10円は手からの熱伝導プラス、圧力で氷を溶かしますが、熱伝導が終わるとそれ以上は解けなくなります。

 

解けたあとは、圧力がなくなり、解けた部分が再び凍るため、氷を持ち上げることができるというわけです。

 

50円、100円、500円は熱伝導が悪いので、圧力だけではなかなか氷を解かすことが出来なかったというわけです。

 

<まとめ>

まずは、10円玉を家の氷に押し付けてみましょう!