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TOSSランドNo: 2927037 更新:2012年12月03日

「もののあたたまりかた」 空気の対流はしゃぼん玉で


誰でもできる楽しい理科授業  東書版 2003 

4年「もののあたたまりかた」 空気の対流はしゃぼん玉で

           作成者 福島アンバランス 大堀 真     福島メーリングリスト推薦 

【 準備物 】

1 教師実験でおこなうなら熱対流式のストーブ。
  サンポットとか昔ながらの芯上下式のストーブ(ファンヒーターは不可。)  
  児童実験でおこなうなら 電熱器 をグループ数分用意する。 

2 しゃぼん玉セット(おもちゃ屋やコンビニなどで売っているしゃぼん玉セット)
  大堀はハローキティのしゃぼん玉セットを愛用?

3 A三の画用紙等を二枚貼り合わせて作った紙筒 (グループ数分)

★空気の対流を見るための実験ネタである★

温められた空気の対流を確かめる実験は、
教科書では線香の煙を使ったり半田ごてを使ったりするのであるが
いま一つダイナミックさや再現性に欠ける点がある。  
そこで、しゃぼん玉を使うとダイナミックでしかも再現性の高い実験ができる。

【1】 ストーブでダイナミックな事象提示をしてみよう

【手順1】  教師実験 

      ● 子どもをストーブのまわりに集める。

      ● ストーブのまわりに「風はあるかどうか」を聞く。風はないことを確かめる。

      ● ストーブに向かって50センチメートルぐらい離れたところからしゃぼん玉を吹く。

      ● しゃぼん玉は最初水平に移動するが、ストーブの上にさしかかったとたんに急激に上昇する。

      ● しゃぼん玉の寿命が長いと、天井を少し移動した後、徐々に下降してくる。 
      (多くの場合はしゃぼん玉の寿命が足りず、天井付近で破裂しておしまいというパターンが多い) 
    
   【注】ストーブは火力を大きくしない方がいいようである。
      ストーブの火力が大きいと、上昇が速くてダイナミックなのだが、
      しゃぼん玉が壊れるのも早い。

このあと、しゃぼん玉セットを複数用意しておき
子どもたちに交代で吹かせてみることもできる。

 ※この場合、あまりたくさんのしゃぼん玉ができると追跡するのが大変である。
また、終了後の床掃除は必須である。
  
しゃぼん玉を吹く子と、しゃぼん玉の動きを追う子は分けた方がいい。 
吹くことに夢中になってしまうと、しゃぼん玉の動きをとらえきれないからである。

【2】 ストーブ実験で、ダイナミックな対流を見せた後で、電熱器を使ってグループ毎に実験をする。

Konro

【手順2】 グループ実験

     ● 電熱器を用意する。

     (● 電熱器に、紙筒をかぶせるといい。)

     ● 紙筒と電熱器の間に「燃えさし入れ用の空き缶」などを使ってスペーサーを入れる。
     ● 紙筒をセットする。
     ● 電熱器の電源をオンにする。
     ● 電熱器が十分に温まったところで、紙筒の中に向かってしゃぼん玉を吹く。
     ● 電熱器の実験だと、しゃぼん玉はゆっくりと天井付近まで上昇し、
       しばらく漂った後、下降し始めるのが観察できる。

このようにして、温まった空気は上方へ動き、やがて冷えると下へ動く。
水のときと似ているということを実感させる。

注  この実験は、どうやら「しゃぼん玉が熱気球状態になる」のではないかと思う。
   もちろん周りの空気も温められているのであるが、
   しゃぼん玉の中の空気も温められて膨張しているはずなのだ。
   それで、しゃぼん玉それ自体が「熱気球」状態になり、
   上昇するのではないかと考えられる。 

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