🔬 理科・実験
よく冷やしたジュースに刺激を与え、一瞬で凍るようすを観察する実験です。
水やジュースは普通0℃くらいで凍りますが、静かに冷やすと0℃より低くなっても液体のままでいることがあります。これを過冷却(かれいきゃく:凍る温度より低いのに、まだ凍っていない状態)といいます。そこに振動や氷のかけらなどの刺激が加わると、一気に凍り始めます。自然界の雲の中でも、過冷却の水滴が関係することがあります。成功するととても印象的な実験です。
必要なもの
| 材料 | 分量 | 代替案 |
|---|---|---|
| 透明なペットボトル飲料 | 500mLを2本 | 水500mLを2本 |
| 氷 | 10個 | 冷凍庫の氷10個 |
| 皿 | 1枚 | ボウル1個 |
| 温度計 | 1本 | 冷凍庫用温度計1個 |
| タオル | 1枚 | キッチンペーパー5枚 |
| ストップウォッチ | 1台 | スマホのタイマー |
| 記録用紙 | A4用紙2枚 | ノート2ページ |
| 冷凍庫 | 1台 | 家庭用冷凍庫 |
手順
ペットボトルを選ぶ
何をする:実験に使う飲み物を決めます。
どうやる:透明な500mLペットボトル飲料を2本用意します。炭酸飲料は使いません。
なぜ:中の変化が見えやすく、炭酸の圧力による危険を避けるためです。
冷凍庫に入れる
何をする:飲み物を凍る直前まで冷やします。
どうやる:ペットボトルを横にせず、立てて冷凍庫に入れます。まず2時間冷やします。
なぜ:静かに冷やすと、過冷却になりやすいことがあります。
30分ごとに確認する
何をする:凍りすぎていないか見ます。
どうやる:2時間後から30分ごとに、そっと取り出して中を見ます。まだ液体なら実験に使います。
なぜ:完全に凍ると、過冷却の観察ができません。
皿に氷を置く
何をする:凍り始めるきっかけを用意します。
どうやる:皿に氷を5個置きます。
なぜ:冷えた飲み物が氷にふれると、そこから凍り始めることがあります。
ペットボトルを静かに出す
何をする:過冷却の状態をこわさないようにします。
どうやる:冷凍庫からゆっくり取り出し、強く振らないようにします。
なぜ:強い振動で先に凍ってしまうことがあるからです。
氷の上に注ぐ
何をする:一瞬で凍るか観察します。
どうやる:皿の氷の上に、飲み物をゆっくり注ぎます。
なぜ:氷が刺激となり、過冷却の液体が凍り始めることがあります。
もう1本は軽くたたく
何をする:別の刺激で凍るか試します。
どうやる:もう1本を冷凍庫から出し、机に軽く1回トンと当てます。
なぜ:振動がきっかけになって、凍り始めることがあります。
成功・失敗の条件を記録する
何をする:何時間冷やしたときに成功したか書きます。
どうやる:冷却時間、冷凍庫の温度、飲み物の種類、結果を表にします。
なぜ:過冷却は条件に左右されるため、記録が大切です。
観察ポイント・記録の取り方
| 飲み物 | 冷却時間 | 刺激の方法 | 結果 | 気づいたこと |
| 1本目 | 分 | 氷に注ぐ | ||
| 2本目 | 分 | 軽くたたく |
つまずきやすいポイント
⚠️ 完全に凍ってしまう
なぜ:冷やしすぎです。
対処:2時間後から30分ごとに確認します。
⚠️ まったく凍らない
なぜ:冷え方が足りないことがあります。
対処:さらに15〜30分冷やして再挑戦します。
⚠️ 取り出した瞬間に凍る
なぜ:動かした刺激で凍り始めた可能性があります。
対処:次はもっと静かに取り出します。
発展アイデア
安全上の注意
まとめ方(発表・レポート)
成功した瞬間の写真や動画があると、発表で伝わりやすいです。
失敗した場合も「冷やしすぎ」「冷やし足りない」など、条件を分析すれば研究になります。
タイトル例:
📺 参考動画
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