暖められると空気や水が膨らむのは何故?



◆【わかりやすい解説】

(今回の準備は”おしくらまんじゅう”です。経験の無いお子さんには
先に”おしくらまんじゅう”をしておいて下さい (^^))


 空気って、この前話したけどわかった?
(こちら  を参照下さい)

そう、何にも見えないけど周りにいっぱいあるよね。
風船の中にも空気がいっぱい入っているんだよ。


 空気だけじゃないけど、色々な物は、一番小さな”分子”
という物から出来ているんだ。

 色々な物は、その分子がびっちり、くっ付いているんだよ。
とっても窮屈にね。


 けど、物を暖めるとその分子が、どんどん”元気”になってきて、
思い切り動き回るんだ。

 そうすると最初はびっちり、くっ付いていたから、
隣の分子とちょっと離れないと暴れられないよね?


 例えば、”おしくらまんじゅう”していて思いっきり押している時は
輪が小さいよね。とっても窮屈だよね。

 だけど、暖められると、みんな暴れたくなってきて、離れようとする。
そうすると隣の子と手はつないだままだけど、少し間をあけるでしょ?

 そして輪が大きくなるよね。


 そんな事が起きているんだよ。



 風船も最初は窮屈に空気の分子がギュッと詰まっているんだけど、
暖められて、分子が暴れだして、どんどん大きくなってきちゃうんだ。

 どんどん大きくなりすぎて、風船のゴムが「もう限界だ!」って
パチンッ と割れてしまったんだね。


 物によって、分子の性格も違うんだ。

 空気の分子は一杯暴れまわって、とても大きく膨らんでしまうけど、
例えば鉄は少ししか膨らまないんだよ。

 鉄が膨らむとは思わなかったでしょ?
今度踏み切りを渡る時は、線路をよ〜く見てごらん。 線路と線路に
少しだけ隙間があるはずだよ。


 冬は縮んでるから隙間が大きくて、夏は暖かくて少し膨らむから
夏に見るとその隙間は小さいはずだよ。
今度ちゃんとチェックしてね。


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【解説】

 その物の性質を持ったままの最小単位は”分子”です。
(という説明まではしませんでしたが、必要であればしてみてください)


また、理想気体の状態方程式は、下記の公式により表されます。

   【pV=nRT】

p:圧力 V:体積 n:モル数 R:気体定数 T:絶対温度


 一方、水はかなり特殊で、通常は空気の例と同じく、温かい水ほど密度が
低くなるので、上に行くのですが、0度〜4度までは、この限りでないのです。
 密度が一番高いのは、何故か4度なのです。
したがって、冬の池などでは、魚は底の方でじっとしています。
氷のある水面よりも底の方が水温が高いからです。


 自然ってうまく出来てますよね。氷が水に浮かばずに、沈んでしまい、
水も0度が一番密度が高ければ、底の方からどんどん水が凍っていき
かなりの生き物が死んじゃいますよね。

 水面から凍るからこそ、全てが凍りにくいのでは? と思います。
(地熱の影響もありますが)




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「空はなぜ青い?」
「磁石はなぜくっつく?」
「電球はなぜ光る?」・・・などなど
そんな科学への興味は、いつどこで無くしてしまうのでしょうか?

 「なぜ?」と聞いている時。子供は興味を示しているのです。
その疑問を持った時に、その原理をわかるように説明してあげる。
さらに、可能であれば経験させてあげることです。


幼い子供でもわかるように、精一杯、わかりやすい回答例と解説を書きました。
さらに、メルマガでは伝えきれない部分を、素敵なイラストで、よりわかりやすくなっています。


是非、この本で、お子さんの科学の興味を伸ばしてあげてください。


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