Ⅴ 熱エネルギーについて考えよう（２）
１ 水の三態と温度、体積の変化
２ 熱を動力源として動く機械 熱機関
３ エネルギーの変換 ぽんぽん船を作ろう
水の三態と温度の変化
これは、みんなが冬休みに温度計を使って測定した結果だよ。
水は、沸騰するとき1０0℃ぐらいで温度が上がらなくなったね。
氷が融けるときも、全部融けてしまうまで温度は0℃ぐらいで、温度が上がらなかったね。
氷の温度を測ったはずなのに、測り始めは13℃や15℃のひとがいて、ちょっとおかしなところがあるね。
何を測っていたのか考えてみてね。
氷に食塩をかけると、氷の温度が急激に下がった。
－20℃近くまで下がった人がいた。
この理由は難しいけれど、「溶解熱」、「融解熱」、「凝固点降下」という現象が関係してるんだ。
自分でも調べてみてね。
水の三態と体積の変化
氷が融けて水になるとき、体積は小さくなるんだね。4℃のときが一番小さくなるんだよ。
フラスコにかぶせた風船が、見る見るうちにふくれたね。
水が水蒸気になるときは、体積が1,700倍にもなるんだ。
熱を動力源として動く機械
熱を動力源とする道具や機械は身の回りにたくさんあるけれど、おもちゃの水のみ鳥やスターリングエンジンも熱機関なんだね。
いつまでもお辞儀をくり返す水のみ鳥のけなげな姿は、感動しちゃうね。
ポンポン船を作ってみよう
アルミ管をらせん状に巻いたあんな簡単なエンジンで、船が走り出すんだね。
ぽんぽん船の原理を考える実験では、ガラス管の中で水が出たり入ったりしているのが見えたかな。
水が勢いよく吹き出す力で走るんだね。
エネルギーの変換
私たちの身の回りには、「光のエネルギー」、「力学的エネルギー」、「熱エネルギー」、「電気エネルギー」、「化学エネルギー」、「核エネルギー」など、いろいろな形のエネルギーがあるけれど、それらが形を変えながら私たちの生活を豊かにしているんだね。
身の回りにある科学的な現象が、どのようにエネルギーの形を変えながら起こっているのか、考えてみるのも楽しいね。