3水科学実験

水は固体、液体、気体として存在しますが、魅力的な分子です。水を飲む前に、その中身について考えてください。水は、2つの水素原子と1つの酸素原子の小さな原子で構成されています。これらの小さな要素が、水を地球上でユニークな化合物にする力であることをご存知ですか？

雨雲を作る

冷水ガラスに小さな水滴として結露が見られたかもしれません。これと同じ効果が雲にあることをご存知ですか？雨雲を作る際に、雲の中に湿気がどのように蓄積するかを観察します。この実験は、圧力が高まり、雲から水分が放出されるときに、雲（白いシェービングクリーム）と青い滴（雨滴）がどのように相互作用するかを表しています。未就学児または2年生の場合、圧力の概念は抽象的すぎて説明できません。この実験のような雨雲は、気圧と湿気を視覚的に表したものです。

• 学年：PreK-2
• 時間：30分

• 自家製浄水器科学プロジェクト
• グミベアの科学実験
• ポップコーンを使った実験

材料

• メイソンジャー
• ホワイトシェービングクリーム
• 青い食用色素

指示

1. メイソンジャーに約600mLの水を入れます。
2. 水の上に白いシェービングクリームを広げます。
3. 青い染料の滴をシェービングクリームに注入します。
4. 染料が「雲」から「池」にゆっくりと滴り落ちるのを見てください。
5. 実験後、排水溝に捨てても安全です。

染料が「雲」の中を移動しているときに、染料に何が起こっていたと思いますか？

降水量は、雨、雪、みぞれを見るもう1つの方法です。曇り、雨の日の後、太陽が出て雲が消えます。雲から雨を絞り出すのに十分な圧力が空気中にあったので、それは雨の滴として地球に落ちます。雨の日はなんて素晴らしいことでしょう。

歩く水の道を作る

水はある場所から別の場所へと歩きますか？この実験では、そう見えるかもしれませんが、その背後にある現象に驚かれるかもしれません。水が移動するメカニズムとして媒体を追加することにより、水分子がどのように連携して1つのカップから別のカップに進むかを体験します。

確かに、見ることは信じています。本でステップパターンを作成する際に、水は重力から少し助けられて、下向きから上向きの位置に超越します。この効果は毛細管現象と呼ばれ、他の水分子に対する水との親和性のために起こります。言い換えれば、水分子は自然に他の水分子と一緒にいるのが好きです。

• 学年：K-3
• 時間枠：1時間の準備と24時間の観察

材料

• ペーパータオルの小片（3枚）
• 3つの小さな透明なプラスチックカップ
• 計量カップ
• ミキシングスプーン
• 色染料（緑、赤、黄色）
• 同じ幅の2冊の本

指示

1. 1カップに約100mLの水を注ぎます。
2. 他の2つのカップに約50mLの水を注ぎます。
3. 100mLカップに緑色の食用着色料を加えます。
4. 50mLカップの1つに赤い食用着色料を追加します。
5. 黄色の食用色素についても繰り返します。
6. 中心から少しずらして本を積み重ねます。
7. 本の一番上に緑色のカップをそっと置きます。
8. 他の本の次の「ステップ」に赤いカップを置きます。
9. 最後に、黄色いカップを一番下に置きます。
10. 緑のカップから赤のカップに行くペーパータオルストリップをゆっくりと挿入します。
11. 次に、赤から黄色のカップまでペーパータオルをゆっくりと置きます。
12. 色が1つのペーパータオルから別のペーパータオルに移動するのを見てください。
13. 安全な場所に一晩置いておきます。
14. 観察後は、排水溝を捨てて、ペーパータオルとカップをリサイクルしても安全です。

色染めの助けを借りた水がどのようにペーパータオルに沿って歩くことができたかを見ることができましたか？

水分子同士やペーパータオルがどのように付着するかによって、水の動きを体験したかもしれません。すぐには起こらないかもしれませんが、水はあるカップから別のカップに移ります。翌日の実験を見て、一晩でどれだけ水が進んだかを確認することが不可欠です。

チャレンジ

• さらにカップの水と本を追加して、水が1つのカップから別のカップにどのように「歩く」かを確認します。
• 染料のさまざまなカラーバリエーションを使用して、色を混ぜて楽しんでください。
• さまざまな種類のペーパータオルのブランドをテストします。

水の曲げ能力の定義

水が曲がる？これはどのように可能ですか？水はホースや蛇口から水が出るだけでなく、極性と呼ばれる独特の性質を持っています。あなたは水がどんな形をとることもできる形に従うと思うかもしれません。実際には、水分子には負電荷と正電荷という独特の特性があります。静的な力が存在する場合、これらの電荷は異なる動作をする傾向があります。たとえば、髪の毛に風船をこすりつけると、静電気が風船で一枚の紙を持ち上げるのに役立ちます。同じ効果は、静的バルーンの存在下で水分子間で発生します。

• 学年：8-12
• 時間：30分

材料

• バルーン
• ストリング
• ウール手袋
• ホースまたは蛇口

指示

1. まだ行っていない場合は、柔軟剤を含まない洗濯洗剤でウールの手袋を洗ってください。
2. それらを一晩乾燥させるか、乾燥するまで高い設定でドライヤーシートなしのドライヤーに置きます。
3. 風船を爆破し、ひもで結びます。風船を固定します。
4. 蛇口から少量の水を滴らせます。
5. できるだけ早く手袋をこすり合わせます。
6. 手袋の1つを着用し、バルーンにこすります。
7. 静的であることを確認してください。風船を一枚の紙の近くに置きます。
8. 手袋で再び風船をこすります。
9. 風船を水流​​の近く​​にそっと置きます。
10. 水が「曲がる」か、気球に近づくのを見てください。

水がどのように「曲がって」、気球に引き付けられるのかを見るのは魅力的でしたか？

効果をよりよく観察するために、常に風船の横に小さな水滴があることを確認してください。興味深いことに、気球からの電荷は水の負電荷に引き付けられました。

それについて考える

一緒に働く水分子は強力な自然の効果を生み出します。結露として雲から降る雨であろうと、表面に付着した水の毛細管現象であろうと、水は地球上の生命の原動力です。水が「歩く」または「曲がる」のを見るよりも魅力的であるため、電荷がどのように違いを生むかという重要性を理解することが不可欠です。次回、ウォーターボトルやカップを詳しく見るときは、その驚くべき特性について考えてみてください。