不思議な水 of 土曜クラブ

知的好奇心×異学年交流×居場所づくり

目的

身の回りのものを通して表面張力に親しむことや、それを通して科学の不思議や楽しさに気がつくことができたらと思っています。

表面張力とは

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 液体の分子間には、分子がお互いに引き合って凝縮しようとする、分子間力が働いています。その結果、液体は表面積の少ない球形になろうとします。液体内の分子は周りから引力で引かれているのに対して、表面上にある分子は液体に触れていない部分だけ、液体分子の引力の影響を受けていない。その分だけ、表面上にある分子は余ったエネルギーを持つことになり、これが表面張力の強さとなります。

身近にある表面張力

アメンボ

アメンボはカメムシの仲間で、発達した中脚と後ろ脚は細長く、脚全体に細かい毛が密生し、表面張力を使って水面に立っています。水面をすべるように移動し、ジャンプもできます。石鹸などの界面活性剤が水に含まれて表面張力が弱まると、アメンボは浮くことができず、溺れてしまいます。

シャボン玉

 ストローに水をつけて吹いても、シャボン玉はできません。洗剤を溶かした水では、洗剤に含まれる界面活性剤が、水の表面張力を弱め、水の表面を広がりやすくするのでシャボン玉ができます。

光触媒塗料

 地球温暖化現象で年々上がる気温は、とくに都市部にとって大きな環境課題です。その解決策として今注目されているのが光触媒塗料です。光触媒塗料は、光触媒物質の酸化チタンによって、水の表面張力を小さくます。すると水は球状にならず薄い膜になるので、太陽光による蒸発が早くなって、周囲の気化熱を奪うので、建物は涼しくなり、室内は明るくなるので日中は照明がいらないといいます。他にも、脱臭や抗菌、汚れを防ぐ働きもあります。

散らばるコショウ

目安の時間  10分
予算      100円

表面張力を使って不思議な現象を体験してみましょう。

用意するもの

深めのお皿またはボール(紙製はNG、大きいものの方が見やすい)
こしょう
洗剤または石鹸

やりかた

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1、お皿に水を入れます。

2、水の上にコショウをかけます。

3、液体洗剤を1滴たらします。
  するとどうなるでしょう。

石鹸や液体洗剤を入れると、表面張力が弱まり、コショウは散り散りになります。
仮説を立てて実験を行うととても楽しくなります。

探ろう!!表面張力の秘密!!

1 牛乳にも表面張力はあるか!?
2 オレンジジュースにも表面張力はあるか!?
3.ソーダにも表面張力はあるか!?
4.ソースにも表面張力はあるか!?
5. ななめに切ったコップにも表面張力はあるか!?
それぞれ仮説を立てて、散らばるこしょうの実験をしてみよう!!

表面張力でマジックショーをしよう!!

目安の時間  30分
予算      100円

表面張力を使った不思議な実験でマジックショーをしてみよう!!

マジック1 散らばるコショウ

難易度 ★
びっくり度 ★★

マジック2 走る船

難易度 ★★
びっくり度 ★★

用意するもの

水を入れる容器(水槽など、なるべく大きいもの)
液体洗剤・スポイト・発泡スチロール・ようじ

やりかた

1、発泡スチロールとようじを使って船を作る。
2、大きな容器に水をいれ、船を浮かべる。
3、船のすぐ後ろに、魔法の液体(液体洗剤を薄めたもの)をスポイトでたらす。
すると・・・船が走り出す!?

マジック3 逆さコップ

難易度 ★★★
びっくり度 ★★★

用意するもの

グラス・はがき

やりかた

1、グラスに表面張力で盛り上がるくらいの水を入れる。
2、そこへはがきをかぶせる。
3、よく押さえ、グラスを逆さまにすると・・・
手を離しても、水がこぼれない!!

表面張力であそぼう!!

1円玉浮かべ競争
目安の時間   10分
予算       100円

1円玉をどれだけ水に浮かべられるかを競う、非常に単純なゲームですが、誰でも簡単に楽しめ、熱中できます。

用意するもの

ボールなどの容器     2つ
1円玉          50枚(できるだけたくさん)
ストップウォッチ     1つ 
ティッシュ        10枚

やりかた

容器に水を入れます。ストップウォッチで30秒測り、水の上にいくつ1円玉を浮かべられるかを競います。
1円玉をたくさん用意するのが大変なので、トーナメント制にするとやりやすいです。

参考文献

金子美智雄 『びっくり理科手品実験』 小学館 2003 p.26-27,p.30-31
ライオンキッズこどもページ なぜ?なに?洗剤
http://www.lion.co.jp/kids/know/jikken1.htm
大阪教育大学 種村実験室 物理学実験のページ
http://www.osaka-kyoiku.ac.jp/~masako/exp/jolly/jolly.htm
try science(トライサイエンス)散らばるこしょう
http://www.tryscience.org/jp/experiments/experiments_begin.html?pepper
活動の記録
広尾小 10月の記録
上原小 9月の記録