ふしぎのトビラ 〜ふるさとサイエンス

今回は温泉がテーマだったので、水と温度に関連した実験を行いました。

最初の実験はクイズ。直径７ｃｍくらいの風船に水だけを入れたものを二つ作ります。

それを常温の水道水の入った水槽に入れます。さて、どうなるでしょう？

緑の風船は沈み、青い風船は浮きました。青い風船にはお湯が、緑の風船には冷たい水が入っていたのです。

水は温度によって膨張収縮し、同じ１リットルでもお湯の方が冷水よりも軽い（比重が小さい）ので、青い方が浮いたのです。お風呂に入る前に湯をかき混ぜるのは、上が熱く下が冷たいからですね。

次は、湯や冷水の流れるようすを観察する実験です。ガチャガチャのカプセルの上に穴を開け、底に重りをつけたものを用意します。

その中に熱湯を入れ、それを冷たい水の入った水槽に沈めます。するとカプセルの上に開いている穴から、お湯が出てどんどん上がっていきます。水中の陽炎です。

普通に見たら、湯のある部分がゆらゆらして見えるだけなので、ちょっとした工夫をしました。ライトと反対側の水槽の面に、スーパーのレジ袋を四角く切ったものつけます。すると熱湯がすうーっと上がっていくようすが、影絵としてよく見えます。

ライトの光は熱い湯と冷たい水の境付近で微妙に屈折するため、その他の同じ明るさのところと比べて、より明暗がわかるのです。それがレジ袋のスクリーンに投影されたわけです。熱湯の流れは線香の煙が上がっていくようすとよく似ています。

逆に熱い水槽の湯に、氷を浮かべて冷たい水が沈むようすも観察しました。透明なものは観察しにくいですが、少し工夫をすることで視覚化できるのです。実験では見えないものをいかに観察できるようにするかが重要です。