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実験で学ぶ自然現象



「実験で学ぶ自然現象」実演の手引き

(2019 山形楽会) 雪氷ネットワーク:秋田谷・田中・須田

1. 常温で雲を作る image
 ガラス瓶 3 種類、減圧ポンプ 3 種類 その他(線香、ライタ−)。あらかじめ瓶に水を少し入れておく、減圧する前に瓶の口
を下にして線香の煙を入れる。
減圧・加圧を繰り返す。瓶の中が曇ったり、晴れたりを繰り返
す。
2. 高温水蒸気で雲を作る image
 会場の給湯室から 80℃のお湯が出るが、さらに高温が必要な時は、電気ポットで加熱する。湯を 3cm くらい入れ、撹拌してすぐに捨てる。口を下にしたままでネジ蓋をする。口を上にすると、高温水蒸気が逃げる。ボトルがつぶれ、同時に曇ってくる。外気で水蒸気が冷やされて雲ができた。ボトル内の圧力が下がり、つぶれた。ボトル内に低気圧が発生し雲が形成された。
3. 空き缶つぶし image
 アルミ缶に湯を入れ、捨てる。口を下にしたままで、
ネジふたをする。プルタブ缶は粘土で口をふさぐ。
音を発しながら缶がつぶれ、最後はペチャンコにな
って吹き飛ぶ。少し時間がかかる。
4. 水風船の吸い込み image
 注射器であらかじめ風船に水を入れておく。透明なペットボトルを準備する。 耐熱でないので 60℃の湯を入れる。60℃以上だと容器は高熱で変形する。 水風船が吸い込まれるとき、入り口で滑りやすくするため、風船は シャンプー液に漬けてから載せる。吸い込まれた瞬間にボトルは衝撃で吹っ飛ぶ。
5.1 ゴム風船を膨らます image
 ゴム風船を膨らますには、中に空気を圧入するのが一般的。
しかし、風船を膨らますには、空気を入れる、空気を吸う
の二通りがある。

1.口で吹く、2.注射器で空気を入れる、3.ポンプで空気を入れる
4.口で吸う 5.注射器で吸う 6.ポンプで吸う
5.2 高温の水蒸気で風船を膨らます image
 ボトルに高温水蒸気を満たし、口にゴム風船を取り付ける。
 ボトル内に雲が形成されると、負圧となり風船が吸い込まれる。
 さらに減圧され、風船内には 1 気圧の外気が入り込んで、風船は膨らむ。
 最初に風船に澱粉をつけておくと、入り口での抵抗が少なく、容易に吸い込まれる。
6. 高潮再現実験 image
 四角な透明容器に食紅を水で溶いて入れる。
 高温水蒸気の入ったボトルを色水内に差し込むと、ボトル内に色水が入り、上昇する。
 高潮は低気圧の直下で海面が吸い上げられ、上昇する現象。時には大災害を起こす。
7. 水車を回す実験 image
 500mlの金属容器になるべく熱い湯をいれて、捨てる。
 容器内は高温水蒸気で満たされている。
 水車を内蔵した瓶内は、水蒸気の入った金属容器と連結されたパイプで減圧され、下の瓶の水が吸い上げられ水車に当たる。
 その際、落下する水流が水車を回す。
8. 発電装置
image  2 組の発電装置は運搬用の格納箱に入っている。
 各々3 本のビスで固定されている。実験の際は箱から出す。実験時に装置が振動しないように鉛の重りを載せる(1 圈法
 高温水蒸気容器(1000 mlの金属管)内に発生する負圧で、下部水容器の水を上部水容器まで吸い上げる
(高さは 40僉法
 上部水容器がほぼ満杯になったら(500 ml)、パイプ類を取り外し、水容器を 45 度の斜面を落下させる。
 この動きはタコ糸を介してプーリーを、さらに発電機を回転させて発電し、発光ダイオードを点灯させる(右図)。
 なるべく高温の水蒸気を得るために、水蒸気容器には高温の湯を 200ml程度入れ、よく撹拌してから捨てる。 上部水容器が満タンになるに、3 分程度かかる。
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