水と油と氷の不思議な関係を実験で確かめよう!

みなさん、こんにちは!今日は家庭でできる楽しい科学実験をご紹介します。水と油と氷を使って、浮力の不思議を体験してみましょう。簡単な材料で驚きの結果が見られますよ。一緒に科学の不思議を探検しましょう!

▼準備するもの▼

  1. 水(水道水)、お湯(熱すぎないものでOK)
  2. 氷(冷凍庫でつくったもの)
  3. 油(使用済みのものでOK)
  4. 透明なコップ

▼実験1▼ 水に氷を入れたらどうなる?

まずはコップに「水」を半分くらいいれてみましょう。

そこに「氷」を入れてみます。氷は水に浮くのか沈むのか予想してくださいね。

どうですか?浮きましたね?これは日常でよく見る光景ですね。
さて、氷がどれくらい浮いているか、よく観察してみてください。
氷は少しだけ水面から出ていますね。水面から出ている分だけ、氷が水より軽いと覚えておきましょう。
※氷の体積の約10%が水の上に出ているのは、氷の比重(密度)が水の比重に比べて約0.9であるためです。

▼実験2▼ 油に氷を入れたらどうなる?

コップに「油」を入れます。これは実験前の状態です。

油に氷をいれるなんて、多くの方はやったことはないですよね?
なんとなくわかりそうな、分からなそうな…。
実験してみましょう!

氷を入れると沈みました!これは氷の比重が油よりも大きいためです。

ただし、もしかしたら「うちでは氷が浮いたよ!」という結果になるかもしれません。
実は、油と氷の比重はとても近くて、気泡の多い氷と使うと氷は浮いてしまうかもしれません。なるべく気泡の少ない氷を選んでみてください。また、食用油の中でも比較的比重の小さい「オリーブオイル」を使うと、この画像のように氷が沈むところが見られるかもしれません。
ご家庭でもいろいろ試してみてくださいね。

さて、本題はここからです。

▼実験3▼ 水と油が入ったコップに氷を入れたらどうなる?

「水」と「油」が半分ずつ入ったコップを用意してください。油は水に浮いていますね。

さて、ここに氷を入れてみます。どんな結果になるのか予想してみましょう。

水と油のコップに氷を入れてみました。

前段の油に沈む氷を使うと、「水と油の間に氷が浮く」のですが、その浮き方がとても面白いのでよく観察してみてください。
氷の体積のほとんどが油の中、つまり水面に乗っかるようにして静止します。
水と氷が入ったコップに油を注ぐ、という順序で実験すると、氷が油の中に吸い込まれるように浮かび上がる様子が見られるので、試してみてくださいね。

▼実験4 水と油が入ったコップにお湯を入れたらどうなる?▼

「水」と「油」の入ったコップにお湯を注ぎました。見分けがつくようにお湯には少しだけ牛乳を混ぜています。

どうですか?白いお湯は水と油の間に層をつくりましたね?この結果から、液体の比重の関係、水と油とお湯を軽い順に並べるとどうなるか、考えてみましょう。

▼ご家庭の方へ▼

●液体には比重がある
身近な液体の比重は次のとおりです。

  • 水 :1.000(g/cm3)
  • 氷 :0.917
  • お湯(80℃):約0.972
  • ごま油:約0.920
    なたねサラダ油:約0.915
    オリーブオイル:約0.910
●安全な実験です
身近な材料だけで実験できます。
お湯を扱う場合は火傷しないように注意し、お子さまが実験するときはは、かならず大人と一緒に行いましょう。
使用した油は排水せず、古紙などに吸収させてごみとして処理しましょう。

●他にもやってみよう!
何かが溶けている水溶液は水よりも比重が大きくなります。砂糖水や塩水、油に色をつけてそっとコップに注いでみて層になる様子を観察したり、それぞれの温度を変えたりするとどうなるか試してみましょう!

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小1理英会アドバンスコースから中学受験小6まで指導しているただっち先生(多田誠)がお送りしました。
9歳までは「楽しい!」が一番!小学校低学年の能力開発
理英会アドバンスコース(小1~3)公式サイト

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