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自由研究のテーマは表面張力を やり方と液体での違いや洗剤との関係

      2017/03/27

コップ

夏休みの自由研究は決まったでしょうか?このブログでは自由研究のテーマとしていくつか挙げてきました。最近ではメントスコーラや葉脈標本を取り上げてご紹介したのが記憶に新しいです。

今回は表面張力について取り上げてみることにします。コップいっぱいに水を入れても、もう少し頑張って水を入れることができて盛り上がって頑張っているアレです。

かつて氷の溶け方というテーマをご紹介した時にも表面張力について軽く触れてみましたが、今回はもっと詳しく調べてみました。


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自由研究でテーマを表面張力に やり方は?

今回は中学生の自由研究のテーマとして色々ある中で表面張力について調べてみます。

やり方としては始めにコップに水をいっぱいに入れます。水は水道水でもなんでもかまいません。そして、その中に小石やビー玉などの小さいものを少しずついれていきます。

コップには水がいっぱい入っているので水がこぼれると予想できるのですが、実際にはなかなかこぼれないのです。これが表面張力の効果です。

このときコップの上部を見てみると水が盛り上がったように、はみ出しているのに水はこぼれないで残っています。結構頑張ってます。

この状態を写真に撮って自由研究の一つの資料として使うことができるでしょう。実際の画像を見ることで、表面張力の存在をより深く実感することができると思います。

さらに実験を進めていくのであれば、水の温度をいろいろと変えてやってみる方法があります。温度によって入るビー玉の数が変わってくるはずですので、温度と表面張力の関係というものもまとめることが出来るでしょう。

 


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液体で表面張力の違いってあるの?

次に表面張力は液体によって違いがあるかどうかを考えてみましょう。調べる方法としてはコップと水と、同じ大きさのビー玉をいくつか用意します。

いつものようにコップにはそれぞれの液体をいっぱいまで入れていきます。続いてビー玉をゆっくりと入れていき何個までビー玉が入ったかを調べると液体ごとに表面張力が違うということが分かると思います。

表面張力が大きいものほど多くのビー玉が入ります。

ここで注意が必要なのは水はコップにいっぱいまでいれることです。これは他のコップと条件を出来るだけ同じにするためです。また、入れるビー玉はあまり大きくないようにします。

あまりに大きいとビー玉を一つ入れただけで液体がこぼれてしまう場合がありますので、そうなってしまうと液体による差が判断できません。

そうならないように使用するビー玉は程よい大きさのものを使用するようにしましょう。

自由研究で表面張力をテーマに 洗剤で変化するか?

結論から言ってしまうと変化するから話題にしているわけで、洗剤を使用すると表面張力が変わってくるんですね。

ではどのように変わってくるのかということを実験してみましょう。

コップに水をいっぱいにした状態で一円玉をそっと置いて浮かべます。そして、その水に洗剤を入ます。すると一円玉は動き出して水に沈んでいき、水はコップから溢れることになるでしょう。

参考になる動画をYouTubeで見つけたのでご覧ください。

動画では水の表面張力が洗剤をいれることで弱くなり、浮かんでいた一円玉は水の中に沈んでしまいます。

これは洗剤に含まれる成分の界面活性剤の働きによるもので、界面活性剤によって水の表面張力が低下させられたことにより一円玉は沈んでしまったわけですね。

まとめ

自由研究のテーマを何にしようかと色々と悩んでいる人も多いと思いますが、実際に探してみると結構たくさんのテーマが見つかるものです。

このブログではこんなテーマについても書いています。ぜひご覧ください。

>> 中学生の自由研究テーマで一日かつ家でできるのは氷の溶け方

実験を伴う自由研究はやっていて面白いですから勉強しているという気にはならないのではないでしょうか。

今回の実験は短時間でできますし、今日で夏休みが終わってしまうという、お尻に火が付いた状態でもすぐにできる自由研究です。

参考にしていただければと思います。



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