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エコカイロの仕組み

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急に寒くなりました。そろそろカイロの季節ですね。ということで今回はカイロについて書いていきます。中学校の教科書には発熱反応として鉄と活性炭と食塩水の反応、吸熱反応として塩化アンモニウムと水酸化バリウムの反応が載せられています。この単元で合わせてエコカイロ取り上げると面白いのではないでしょうか?

エコカイロの仕組み


エコカイロは繰り返し使える化学カイロです。何種類かあるそうですが、もっとも普及しているのは、パックの中に液体と金属の板が入っているものだと思います。金属板を押したり曲げたりすると、カイロの温度が上がり、それと同時に中の液が結晶化して固くなります。エコカイロはどのような仕組みで熱を発生させているのでしょうか?

↓まずはこの動画をご覧ください

コカ・コーラで過冷却

これはコーラを過冷却させる実験動画です。実はエコカイロはこの過冷却を利用して発熱しています。過冷却は、液体や蒸気を融点または沸点以下に冷やしても、固化や液化が起こらない状態を指します。  エコカイロに入っている液体は酢酸水溶液で、この液体には常温で固体です。つまり常温で液体の状態は過冷却になっているのです。この過冷却状態の酢酸水溶液に、金属板を曲げるなどの刺激を与えると固体になります。この時に熱を発生するのです。エコカイロはその名の通り繰り返し使えるエコなカイロです。使い終わったカイロを使うためには結晶化したエコカイロを沸騰したお湯で温めて固体を液状に戻します。何度でも使用できるのがいいですね。物質の化学的性質をうまく利用していると感心しました。
過冷却はおもしろい現象なので、物質の三態の発展として教えてもいいかもしれませんね・・・混乱を招くかな?まぁ、学校の実情に合わせて楽しくやっていきましょう。

過冷却水の実験

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ふたばのブログが本になりました。

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自己紹介(PROFILE)

窪田 一志

窪田 一志

1986年生まれ、近畿大学農学部卒業、理科コア・サイエンス・ティーチャー(CST)養成課程修了
家庭教師、個別指導、塾講師を経て、神奈川県で5年間中学校理科教師として勤務。現在は大阪府の公立中学校で理科の楽しさを子どもたちに伝えるため日々奮闘中。
教材や教具、デジタル教材の開発、効果的なICT機器の活用方法、カードゲームや問題解決を通してのコミュニケーション能力の育成など自らの実践に基づいた教育活動を展開中。
ブログのアクセス数は月7万pvを超え、中学理科の授業情報をまとめた書籍「100均グッズからICTまで 中学校理科アイテム&アイデア100」を明治図書から出版。また、ブログがアプリ化されるなど勢いのある教育研究者 兼 教育実践者。
先生向け情報サイト「ふたばのブログ」の他、反転学習や、家庭学習に利用できるオンライン学習サイト「ふたば塾」を運営。
記事執筆、研修・講演依頼、書籍化についてはお問い合わせフォームからお願いします。

【著書】
100均グッズからICTまで 中学校理科アイテム&アイデア100[明治図書出版]
【協力実績】
株式会社 NHKエデュケーショナル
国立科学博物館
株式会社 朝日新聞社 企画事業本部文化事業部
株式会社 高純度化学研究所
株式会社 アスウム
株式会社 学映システム
東京学芸大学 理科教育学分野
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