中学入試に出る理科実験

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近年、中学入試の理科では、身のまわりの物事の仕組みについて考え、もっている知識と相互に紐づけていく取り組みが求められています。「どうして?」という日常の素朴な疑問を大事にすること、実験・観察に関連した出題に対応できるような学習を進めておくことが大切です。
このコーナーでは、実際に中学入試で出題された問題に触れながら、ご家庭で取り組める簡単な実験を紹介します。

【中学入試に出る理科実験⑨】麻布中で出題された大気圧に関する実験

【中学入試に出る理科実験⑨】麻布中で出題された大気圧に関する実験

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麻布中で、大気圧をテーマとする出題がありました(2011年理科)。
今回は、「マグデブルクの半球実験」を紹介します。

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実験 馬がひっぱっても外れない!マグデブルクの半球

空気は目に見えませんが、重さがあり、触れるものを押していて、その力が「気圧」とよばれることを知っている人も多いでしょう。しかし、知っていても実感しにくい力のひとつです。大気圧の存在を証明するために400年前に行われた「マグデブルクの半球」実験を身近な道具で再現しました。
※この実験は、火を使います。必ず大人の人と一緒にやりましょう。

①ボウルを2つ用意します。ドーナツ状に切り抜いた紙を濡らし、片方のボウルに載せます。
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②ボウルの内側と外側で空気量の差を作るために、閉じたボウルの中でアルコールを燃やし、もう一方のボウルで蓋をします。
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③ボウルに水をかけて冷やします。
_DSC4672

④ボウルの内側と外側で気圧の差が生まれ、強い力で引っ張ってもなかなか外れません。大気圧の意外な強さに驚かされます。
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【まとめ】
燃焼によってアルコールが液体から気体になると体積は数百倍以上になり、ボウル内の空気は膨張したアルコールの気体によって追い出されます。その後、蓋をして冷却するとアルコールの気体が再び液体になるためボウル内部の気体がほとんどなくなり、内部の気圧が小さくなり大気圧に押され引っ張ってもなかなか外れなくなります。
大気圧イラスト
外す際は、ボウル内に空気が入れば簡単に外れますので、ボウルを横にずらしてください。

こんな実験も挑戦 マシュマロの形を変える空気の力

さらに空気の力を実感するために、ふかふかのマシュマロを使って実験。マシュマロを容器に密閉して、周りの空気を抜くとどうなるでしょうか?

①マシュマロを容器に入れ密封します
_DSC4364

②容器内の空気を抜きます。
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③容器内のマシュマロが大きくなりました。
_DSC4338

考えてみよう!
・どうしてマシュマロは大きくなったのでしょうか。
・空気を容器の中にもどすとマシュマロはどうなるでしょう。
・大気圧を利用した身近なものは何があるでしょうか。調べてみましょう。

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これまでの実験はこちらから

■実験監修

TOMASサイエンス教室 矢野 仁(やの ひとし)先生
TOMASの教室で理科実験プログラムを開催している。子どもたちの「なぜ?」「ふしぎ!」を引き出す問題発見型のプログラムに定評がある。
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