夏休み自由研究プロジェクト

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  • 小学5・6年生

実験方法

大きめのよう器に水を入れ、その水の温度でぎりぎりうくくらいの重さにした小さなびんを入れる。よう器の水の温度を上げたり、下げたりするとどうなるかためしてみよう。

まとめ方

して必要な数だけ印刷して使おう。
重さを調整しているときのガラスの小びんのようすをワークシートにメモし、写真もとっておく。
重さを調整したガラスの小びんが、水の温度によってどう変化するかもワークシートに書きこみ、写真をとっておこう。
そのワークシートを整理し、気づいたこと、わかったことをまとめ用のワークシートにまとめる。

用意するもの

大きめのとうめいなよう器 1こ、小さめのガラスびん 2こ、温度計、ガラス玉、ガラスビーズ 8mm・4mm、ふたの開けしめ器、水、お湯、氷、タオル

ガリレオ温度計を作ろう びんが、ぎりぎりうくくらいに調整しよう

1.よう器の中に水道の水を入れて、温度をはかる。
2.ガラスびんのふたをあけて、ガラス玉を5~6こ入れてふたをしめ、1のよう器の中に入れる。びんが水にうかんでいるかかくにんしよう。
※びんがしずんでしまうときは、うかぶまでガラス玉の数をへらす。
※ふたは、最後にグッとしまるまでしっかりしめる。ふたの開けしめ器を使うとべんり。
しっかりふたをしめないと、水が入って、しずんでしまうよ。また、手についた水が入らないようにしよう。
※びんのふたのうらに空気がたまるとういてしまうので、水の中でびんをかたむけたりさかさにして、空気をとりのぞく。びんのそこやふたなどにも空気がついたらとりのぞこう。
空気がついていると、重さではなく、空気のせいでういてしまうよ。

3.ガラス玉の数を1こずつふやしていき、びんがしずんだところで、1こをびんから取り出す。びんが水にうかぶようにする。ガラス玉をもう1こふやしたらびんがしずむ、という重さになっていればいいよ。
4.次に、びんの中にガラスビーズ(8mm)を入れる。ガラス玉のときと同じように、びんがしずむまで1こずつふやしていき、びんがしずんだところで、1こをびんから取り出す。
ガラスビーズをもう1こふやしたらびんがしずむ、という重さになっていればいいよ。

※5.小さいガラスビーズ(4mm)をびんの中に入れる。同じように、しずむ直前まで数をふやしていこう。
6.びんをしずめて手をはなすと、7~10秒かけてゆっくりういてくる状態になっていればいい。これでできあがり。調整には時間がかかることがあるよ。根気よくやろう。※条件によって、ガラス玉とビーズの数は変わります。
※最後にもう一度水温をたしかめる。

実験しよう
温度の変化と、びんの動きをたしかめよう
水の温度が最初のときと同じか、それよりも低いときは、びんがうかぶ。そして、最初の水の温度よりも5℃くらい高いときは、びんがしずむ。このように、びんがういたりしずんだりするのを見ることで、温度の変化を知ることができるよ。
1.お湯をたして、水の温度を5℃くらい上げてみよう。うかんでいたびんがゆっくりしずむよ。何℃のときに、どんなようすになるかを観察し、ワークシートに記入しよう。
※水の表面張力により、しずまないことがあるので、その場合は少し水をかけてみよう。
2.氷を入れて、最初のときと同じくらいの温度にしてみよう。びんがうかび上がってくるよ。何℃のときに、どんなようすになるかを観察し、ワークシートに記入しよう。

水があふれてもいいところで実験しよう。お湯は、びんにかからないように、ゆっくりそそいで、静かにかきまぜる。
※お湯を入れるときにやけどをしないように十分注意すること。

発展
中のおもりのびんを2つにしてみよう!
たとえば20℃、25℃など、水の温度を一定にしながら、びんの重さを調整してみよう。びんがしずみはじめる温度に差をつければ、よりくわしく変化を知ることができるよ。

実験の記録とまとめに使える、ワークシートがダウンロードできます。

  • ※「PDFのページサイズに合わせて用紙を選択(せんたく)」らんのチェックをはずして印刷しよう。

科学実験のまとめ方の例を見てみよう

注意

実験は、必ずおうちの人といっしょにしよう。
実験前にこのレシピをしっかり読んで、まちがった手順で行わないようにしよう。
実験に使う材料は、おうちの人に用意してもらうこと。
材料をなめたり、口に入れたりしないこと。特にガラス玉がのどにつまるとあぶないよ。
びんのふたの開けしめは、意外と力がいるので、ふたの開けしめ器を使うか、おうちの人にやってもらおう。
お湯を使うときは、やけどをしないように気をつけよう。
氷は直せつ手でさわらないようにしよう。手や指にくっつくと赤くなったり、はれたりすることがあるよ。
実験するときは、まわりがぬれてもいい場所で実験しよう。
実験のあとは、おうちの人といっしょに手や道具をきれいにあらい、しっかりあとかたづけをしよう。あらった道具は、きれいになったかどうかおうちの人にたしかめてもらおう。

科学実験をするときの注意(実験をする前に必ずおうちの方といっしょに読んでね。)

どうして、おもりが入ったびんがしずんだりういたりするの?
水は、4℃のときが一番重く、それよりも温度が低くなっても高くなっても、ほんの少しずつ軽くなっていく性質があるんだ。それに対して、温度が変わっても、おもりを入れたびんの重さはほとんど変わらない。だから、最初はつり合っていても、水の温度が上がるとびんの方が重くなるのでしずみ、水の温度が下がって4℃に近づいていくと、びんの方が軽くなるのでうかび上がってくる。
温度によって水の重さが変わるのは、おふろのお湯をわかしたときなどにたしかめることができる。お湯をよくかきまぜないと、上の方が熱くても下の方がぬるいことがあるね。このときは、温められたお湯の方が軽くなるので、上にうかんでくるんだよ。
まわりの水より軽いとうく。まわりの水より思いとしずむ。

監修(かんしゅう):千葉県立長生高等学校 大山光晴

※この科学実験は、8月31日までの公開です。