「不思議！」から始める夏休みの自由研究

＜準備するもの＞

・ゴム風船　1個以上
・一円玉、十円玉、百円玉　各1枚
・はさみ
・ボウルなど
・細目のじゃぐち（ない場合は水を入れたペットボトル）

＜事前準備（前日までに準備しておきます）＞

①風船に水を入れます

ゴム風船にじゃぐちから水を入れて風船の口を結びます。細目のじゃぐちがない場合は、ペットボトルに水を入れてそこから風船に入れることができます。風船が直径10センチメートルくらいになるよう入れてください。

②こおらせます

水を入れた風船を冷凍庫に入れます。だいたい一晩でこおります。

＜氷を観察します＞

①氷を取り出します

はさみで風船を破って中の氷を取り出しボウルに入れます

②観察します

氷を観察してみましょう。何が見えますか？　どんなことが起こっていますか？

③外側はとうめいで内側は白っぽい

氷を観察してみると、外側はとうめいで内側は白っぽくなっています。この白いものは何でしょう。水の中にある不純物と関係しています。ぜひ調べてみて、それが本当なのかどうかは実験で確かめてみて下さい。何ごとも自分で確かめることは大切です。

④自然にとけていく様子の観察

観察している間にも氷はどんどんとけていきます。どの場所も同じようにとけているでしょうか？　ボウルに接している下の部分はどうでしょうか？

⑤不思議や疑問の見つけ方

よく知っているつもりの氷でも、じっくり観察すると不思議なことや疑問がたくさん出てきます。その疑問を整理して、調べたり専門家に聞いてみたりして下さい。もしかすると、まだ誰も気づいていない大発見があるかもしれません。
世の中には、みなさんが思っているよりもずっとたくさんのわかっていないことがあります。不思議なことや疑問を見つけられることは、人間が持つ大切な力です。この大切な力を大人になるとなくしてしまいそうになります。どうかみなさんはいつまでも持っていてくださいね。

＜さらにとかしてみます＞

①指で触ってみます

氷を指で触ってみましょう。触っているところがとけて、氷から水に変わっていくのがわかります。しばらくすると指が冷たくなりますね。これは指の熱が氷に移動してしまったからです。

②指以外のもので触ってみます

指ではなく、こう貨を使って触ってみましょう。一円玉、十円玉、百円玉を使います。
まずは百円玉を持って氷にさすように触ってみましょう。百円玉はとがってはいませんが、少しずつ氷に穴が開いていくのがわかります。これは百円玉が氷をとかしているからです。

とかすためには熱が必要ですが、その熱はどこからきているのでしょう？　それはみなさんの指からです。指の熱が百円玉に伝わって氷をとかしているのです。
次に十円玉と一円玉も順番に氷にさしてみましょう。結果はここには書きませんが、おどろく体験ができるのでぜひ実験してみて下さい。ささったこう貨には、しばらくすると小さな水てきがついてきます。この水てきはどこからきたのでしょう？　たったこれだけの実験でも不思議なことがいっぱいですね。

＜調べたいこと以外は同じ条件にする＞

こう貨は種類によってちがう材料で作られています。こう貨で氷をとかす実験をしてみると、こう貨の材料のちがいによって氷のとけ方がちがうようでした。本当に材料によるちがいがあるのでしょうか？　あるとしたらどのくらいちがいがあるのでしょうか？　調べてみるにはどうすればよいでしょう？
ここで大切なことは、調べたいこと以外は同じ条件にするということです。いま調べたいのは材料による氷のとけ方のちがいなので、それ以外のことは同じにします。例えば、こう貨を氷にさす時間は10秒と決めるもの良いですね。部屋の温度も計っておいて、同じ温度の中で実験をしましょう。

＜結果を数で表す＞

どのくらいのちがいがあるのかを調べるためには、どのくらい氷をとかしたかを数で表さなくてはいけません。どうすればよいでしょう？　結果を数で表すのは思ったよりも難しいことです。写真を見ると百円玉がささっていた場所には大きな穴ができていました。

例えば、穴の深さを測るというのも1つの方法です。他にも方法はありますので考えてみてください。研究者はいつもこのようなことを考えながら実験をしています。

＜結果について考える＞

結果が数で表せたら、こう貨の材料によって氷のとけ方がちがう原因について考えます。何がとけ方を変えているのでしょう。指の熱を多く伝えられる材料が氷を多くとかしそうですね。熱伝導率という言葉が1つのヒントになるでしょう。ですが、このヒントだけが答えにつながるとは限りませんので、色々と考えてみてください。