🔬 理科・実験
ペットボトルの中の空気を冷やして、白い雲のようなものを作る実験です。
空にある雲は、空気中の水蒸気(すいじょうき:目に見えない水の気体)が冷やされ、小さな水のつぶになったものです。ペットボトルの中でも、空気をあたためたり冷やしたりすると、雲に近い白いもやを作れます。これは気圧(きあつ:空気が押す力)や温度の変化が関係しています。天気予報や雨のしくみを考える入口になる、身近で見た目にも楽しい実験です。
必要なもの
| 材料 | 分量 | 代替案 |
|---|---|---|
| 透明な炭酸用ペットボトル | 500mLを1本 | 1Lの炭酸用ボトル1本 |
| ぬるま湯 | 50mL | 40〜50℃の水50mL |
| 氷 | 5個 | 保冷剤1個 |
| 線香 | 1本 | マッチ1本を保護者が使用 |
| チャッカマン | 1本 | ライター1本、保護者のみ |
| 黒い紙 | A4サイズ1枚 | 黒い布1枚 |
| 温度計 | 1本 | 室温計1個 |
| タオル | 1枚 | キッチンペーパー5枚 |
| 記録用紙 | A4用紙2枚 | ノート2ページ |
手順
ペットボトルを準備する
何をする:透明でへこみにくい炭酸用ペットボトルを用意します。
どうやる:中を水で洗い、ラベルをはがして、外側の水分をタオルでふきます。
なぜ:透明なボトルの方が、中の白いもやを観察しやすいからです。
ぬるま湯を入れる
何をする:ボトルの中に水蒸気を作ります。
どうやる:40〜50℃のぬるま湯50mLをボトルに入れ、ふたをして10回ほどゆっくり回します。
なぜ:ぬるま湯でボトル内の空気が湿り、雲のもとになる水蒸気が増えます。
線香のけむりを少し入れる
何をする:雲のつぶが集まるきっかけを作ります。
どうやる:保護者が線香に火をつけ、火を消してけむりだけをボトルの口から2秒ほど入れます。
なぜ:けむりの小さな粒があると、水のつぶが集まりやすくなります。これを凝結核(ぎょうけつかく:水のつぶがつく芯)といいます。
ふたをしっかり閉める
何をする:中の空気がもれないようにします。
どうやる:ペットボトルのふたを強く閉めます。
なぜ:空気を押したりゆるめたりして、気圧を変えるためです。
ボトルを強く押す
何をする:中の空気を圧縮します。
どうやる:両手でペットボトルの横を5秒間強く押します。
なぜ:空気を押すと、ボトルの中の気圧が高くなり、温度も少し上がります。
手を急にゆるめる
何をする:ボトルの中の空気を急に広げます。
どうやる:強く押していた手を一気にゆるめ、黒い紙を後ろに置いて中を見ます。
なぜ:空気が急に広がると温度が下がり、水蒸気が小さな水のつぶになって白く見えます。
何回かくり返す
何をする:白いもやが出るか、何回か試します。
どうやる:押す、ゆるめるを5回くり返し、白く見えた回数を数えます。
なぜ:1回だけでは分かりにくいことがあるため、くり返すと観察しやすくなります。
条件を変えて比べる
何をする:けむりあり・なしで違いを比べます。
どうやる:けむりを入れた場合と、入れない場合を別々に行い、白いもやの見え方を比べます。
なぜ:雲ができるには、水蒸気だけでなく小さな粒も役立つことを確かめられます。
観察ポイント・記録の取り方
| 条件 | 押した回数 | 白いもやの見え方 | 気づいたこと |
| けむりあり | 5回 | ||
| けむりなし | 5回 | ||
| ぬるま湯あり | 5回 | ||
| 水なし | 5回 |
つまずきやすいポイント
⚠️ 白いもやが見えない
なぜ:水蒸気やけむりの粒が少ないことがあります。
対処:ぬるま湯50mLを入れ、けむりを2秒だけ入れてもう一度試します。
⚠️ ボトルがやわらかすぎる
なぜ:空気をうまく圧縮できません。
対処:炭酸飲料用のかたいペットボトルを使います。
⚠️ 背景が明るくて見えにくい
なぜ:白いもやは白い壁の前では見えにくいです。
対処:黒い紙を後ろに置いて観察します。
発展アイデア
安全上の注意
まとめ方(発表・レポート)
ペットボトルの中の写真と、雲ができるしくみの図を入れると分かりやすいです。
「水蒸気」「温度の低下」「けむりの粒」の3つをキーワードにまとめます。
タイトル例:
📺 参考動画
▶ 参考動画を検索自由研究の先へ — お子さまの今に合う場所を選んでください。
「自分のスキルや経験を、子どもたちの学びに活かしたい」
そんな先生になりたい大人を、CCN 寺子屋が支えます。
地域で教室を開く・得意を教える・自由研究を伴走する。
受け継いできたものを、次の世代へ。