「エネルギー変換」

今回は、様々なエネルギーを変換することによる「発電量」について考えました。

■実験１■ ～ペルチェ素子を使ってみよう～
直流電流により冷却・加熱などを自由に行える「ペルチェ素子」という不思議な電子部品を使って実験をしました。

▲「片面が冷たくて、逆側が温かい」 電流を流すと冷却された面と加熱された面に分かれました。

次に、ペルチェ素子の片面ずつ冷却と加熱をするとどうなるか確かめました。

▲「豆電球が光った（ビックリ顔）」

この実験を通して、ペルチェ素子の面を冷却・加熱し、温度差を作ることで発電することを確認できました。

■実験２■ ～手回し発電機を使ってみよう～
次は手回し発電機を使用して、回した時の豆電球の様子と発電機に電池をつないだ時の変化を観察しました。

▲「豆電球が光りました」

▲「電池をつないだら、勝手に発電機が回った・・・」

■実験３■　～太陽光パネルを使ってみよう～
太陽光パネルに豆電球をつなぎ、白熱球で照らしました。

▲「光ったけど、あまり意味がないような気がする。。」

この実験で生徒たちは、エネルギー変換の意味合いについて考えることができました。

■実験４■　～発電量を調べよう～
最後に、電流計と電圧計を使って「ペルチェ素子」「手回し発電機」「太陽光パネル」による発電量について調べました。
　
▲「それぞれの方法でどれくらい電気が作られているかハッキリ分かるね」

体感やイメージではなく、計測器を使って定量的に比較することで明確な差を実感できました。

私たちの生活に必要な電気を生み出すために、どのような方法が効率的なのか全員で考えました。 生徒たちが大人になるころには、より大量の電気をより安全な方法で作り出せる方法や施設が存在してほしいものです。

栄光サイエンスラボ　自由が丘校

今月の実験は「触媒」がテーマ
地味ですが、非常に大切な物質なのです。

「発熱反応と吸熱反応」

今回は、様々な反応による「熱」について学習しました。

■実験１■ ～発熱反応１～
生石灰に水を加えた時に発生する熱量を目や肌で感じました。

▲「生石灰に水をかけたら、袋が膨らんできました」

▲「紙コップ、あつっー」

▲「時間が経ったらしぼんじゃったー」

この実験を通して、反応熱によって水が水蒸気になることで体積が膨張することを確認できました。 また、袋が縮む様子から、冷えることで水蒸気が水に戻り、体積が縮小したことにも気づけました。

■実験２■ ～発熱反応２～
次はカイロの発熱に関する実験です。 カイロの中に入っている「鉄粉・水・食塩・バーミキュライト・活性炭」のうち、発熱に関係がある物を探しました。

▲「水か食塩水が入っていないと全然温かくないなー」

▲「やっぱり、水よりも食塩水の方がしっかり熱が伝わる」

鉄粉が酸化鉄になるときに発生する反応熱。純粋な水より食塩水の方が速く反応させる事を体感できました。

■実験３■ ～吸熱反応１～
重曹（炭酸水素ナトリウム）とクエン酸を混ぜたものに水を加え、温度変化を測定しました。

▲「確かに冷たいなー」

▲「10度くらいかな」

■実験４■ ～吸熱反応２～
最後に、尿素と硝酸アンモニウムを混ぜたものに水を加えました。 実験３同様の吸熱反応ですが、使用する薬品によって温度に差が出ました。

▲「こっちは、4度くらいまで下がった―」

体感ではなく、温度計を使って定量的に比較することで明確な差を実感できました。

「変化」するには何かしらの「熱」が関係することがほとんどです。 視覚的には確認することが難しい温度変化を、様々な角度から実験することで生徒たちの記憶に残ってもらえたら嬉しいです。

栄光サイエンスラボ　自由が丘校　

「電熱線の科学」

日々の生活で欠かすことのできない電気。 その身近な電気の力はどのようにして使われているのでしょうか？ 電気は様々な働きをしますが、今回は電気の力を熱に変える働きについて探りました。

まず、電池、豆電球、ニクロム線をつないで回路を作りました。 ニクロム線に通電させる距離を変えながら、豆電球の光り方を見ました。 短いときと長いときで豆電球の光り方がちがいましたね。

次の実験ではそれを数値化するために、電流計を使って、光り方の違いを数値で捉えました。 通電させる距離を5㎝、10㎝、15㎝と変えると、電流値が小さくなっていきました。

しかし、その数値は理論値とは異なっていました。 その理由は難しいものでしたが、予想とのズレを考察する事はとても大切な事です。

さらに、高温になると色の変わるサーモテープをにニクロム線に貼り、 ニクロム線の通電距離や太さによる発熱の違いを見ました。 通電距離が短く、太いほうがより発熱しやすいことが分かりました。

これを踏まえて、太さのちがうニクロム線を並列や直列につないだときの発熱を観察しました。
　
◆左：ニクロム線の並列つなぎ　右：ニクロム線の直列つなぎ
多くの生徒さんの予想とは違う結果となりましたが、きちんとした理論に基づく理由があります。その理由を１つひとつ考えて、理解できるようになりました。

次回もお楽しみに

牛乳、食塩水・・・混ざっているものを分けられるか実験しました

今回は消化の仕組みについての実験をしました
デンプンが消化酵素によって何に変化するのか
また、条件を替えるとどのように違うのかを確かめました

「音の性質」

今回は、音の性質について学びました。

音はどのように伝わっているのか。
音の大きさや高さの決め手は何なのか。
目で見ることが出来ない音の秘密について迫りました。

■実験１■～音叉の実験～
まずは音叉を使用して、音の「波」に関する実験を行いました。

叩いた音叉を手で止めても、もう一方の音叉から音が聞こえました。

▲「波が伝わっている感じがします」

仕切りを付けて同じ実験をしてみると、押さえなかった音叉から音が聞こえませんでした。

▲「やはり、波が仕切りによって遮断されたのですね」

■実験２■～モノコードを作ろう～
モノコードを作製し、振動数と振幅に関する実験を行いました。

▲「完成しました」

糸の長さを短くすると高い音がでました。

▲「振動数が多くなったということですね」

糸を強くはじくと大きな音になりました。

▲「振幅が大きくなったからですね」

■実験３■～ばね電話～
糸電話の「糸」の代わりに「ばね」で音を伝えるばね電話を作りました。

　
▲「すごく反響しています」

▲「じぶん電話ができました」

見えないものについて理解するのは大変でしたが、音叉やモノコードを使用してイメージを強めることが出来ました。

今回の授業を通して、人間の五感では感じ取れない様々な科学が身の回りに溢れていることを知ってもらえたら幸いです。

水中にあるものには「水圧」がかかります。
水の深さと水圧の大きさにはどのような関係があるのでしょうか？

棒磁石に、方位磁針を置くと・・・

今月の実験テーマは「金属の性質」です