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水の状態変化を科学する②「思考力を高めるエレビーカー」

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前回「思考力を高める実験。試験管と漏斗はどうなる?(水の状態変化を科学する)」という記事を書きました。

水の状態変化を科学する①「思考力を高める試験管とろうとの実験」

同様の実験にエレビーカー実験というものがあります。小学校では有名な実験らしいです。

エレビーカーの実験

上図のようにビーカーの中に水を満たしたビーカーを逆さまに置きます。

この状態で加熱を続けるとどのような結果になると思いますか?
結果を論理的に予測を立ててから下のページに進んでください。

加熱実験開始

水が沸騰し始めました。水が水蒸気になります。すると・・・ある現象が起こり始めます。
エッ!エレベーターやー!
ビーカーが上下に連続的に動きました。まるでエレベーターのようですね。それもそのはず、この実験は別名「エレビーカー」と呼ばれているそうです。

エレビーカーの説明

水が沸騰して水蒸気がビーカーにたまりビーカーを押し上げます。ビーカーが持ち上がりビーカーの底が水面から出ることで空気に冷やされます。冷やされた水蒸気は水に戻り体積が減ります。するとビーカーが沈む、また、加熱されて・・・と「加熱→体積増→冷却→体積減」を繰り返すことでビーカーがエレベーターのように上下運動を繰り返すんです。面白い実験です。「エレビーカー」というネーミングセンスがいい味出してます。この実験はさらに学びを深めさせることができます。実験後ガスバーナーを消してビーカーを冷やすと・・・
ビーカーに入っていた気体が消えるんです。水蒸気が冷やされて水に戻ったんですね。空気ならこんなことは起きません。空気が入ったビーカーを用意して比較させることで水蒸気の性質への理解がさらに深まると思いました。心を踊らせるおもしろい実験は、まだまだありそうですね。おもしろい実験があれば、ぜひ教えてください。

ふたばのブログが本になりました。(先生向け)

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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、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。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
高知大学教育学部附属小学校
横須賀市立浦賀中学校
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