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氷の実験室 ニチレイのルーツをさかのぼると、明治時代に設立されたふたつの製氷会社にたどりつきます。この二社はその後合併し、全国のたくさんの製氷会社を吸収して段々大きくなっていきました。もともとニチレイは氷屋さんだったということになります。今もグループの中には 株式会社ニチレイアイス という会社があって、大手の製氷メーカーです。 氷が大好きなニチレイはこの「氷の実験室」で、みなさんと一緒に「氷」の秘密をじっと見つめ考えていきたいと思います。雪と氷が大好きなレイちゃんとロジロジくん、氷博士の石井先生と一緒に、氷の不思議に触れてみましょう。 石井寛崇 (いしい・ひろたか) ニチレイ 技術戦略企画部基盤研究グループ 冷凍食品のおいしさにも深く関わる氷について、日々研究を重ねている。 レイちゃんとロジロジくん ニチレイロジグループのキャラクター この「氷の実験室」は、自由研究など幅広く活用していただきたいと思って作りました。非営利目的での複製・転載などについてご希望がある場合は、株式会社ニチレイ広報部( )までご連絡ください。 目次 凍らせたジュースを溶かしながら飲んだら、最初がすごく甘くて、最後の方は薄くなっちゃったよ。 どうして味がかたよっちゃうんだろ? 実験6-1 色つき水の凍り方を調べよう 用意するもの 透明なペットボトル 水 食紅、インクなど 手順 1. 水に薄く色がつく程度に食紅やインクを入れて混ぜます。 2. ペットボトルの8分目くらいの高さまで、1を入れます。 3. 氷の自由研究！水が凍る瞬間は見れるの？過冷却現象を使って観察してみよう | 自由研究テーマとまとめ方. 冷凍庫の中に2のペットボトルを入れて凍らせます。 4. 取り出して、どんなふうに凍ったか見てみましょう。 答え 色のついた部分が真ん中に集まって、周りは透明になってるよ! 上や下の方にも赤い部分があるね。どうしてこんなふうに凍るんだろう? 教えて!氷博士! どうしてジュースは均一に凍らないの?
水が凍る温度を凝固点といいますが、凍る温度以下になっても凍らないことがあります。 それは、ゆっくりと静かに冷やすことで凍る温度になっても凍らずにさらに低い温度になります。 この状態のことを過冷却といいます。 過冷却状態の水に刺激を与えることで、それを核として氷が結晶となり、凍っていきます。 今回の実験でもわかったように、過冷却をコントロールすることはできませんが、上手に過冷却状態を作り出すことで水が凍る瞬間を見ることができます。 まとめ 水道水で過冷却状態を作り出そうと思って冷やす時間を変えながら、繰り返し実験を行ないましたが水道水で過冷却状態を作り出すことができませんでした。 そこで、濃度10%の食塩水を使って過冷却状態を作り、水が凍る瞬間を見ることができました。 私の場合、かなり高い確率で過冷却状態を作り出すことが出来ましたので、水道水で作れないときには食塩水で試してみるといいかも知れません。
0℃になっても凍らない水の不思議 水の凝固点は0℃ですが実は0℃になったら必ず凍るというわけではありません。水をゆっくり静かに冷やしていくと、凍らないまま温度が低くなります。この状態を過冷却と呼びます(※)。過冷却状態になった水は、核になるもの(氷のかけらなど)を入れたり衝撃を与えたりすると、その部分から一気に凍っていきます。これは自然の中でも起こっている現象です。上空の雲の中では細かい水滴が冷やされて過冷却状態になっていて、空気中のチリなどが核となって雪の結晶が育っていきます。また、過冷却の霧の粒が木の枝にぶつかって凍りつくと、樹氷ができます。 過冷却を完全にコントロールすることはできませんが、うまく過冷却状態をつくり出せると、普段は見られない「水が凍っていく瞬間」が見られます。家庭でも過冷却状態をつくり出しやすい実験方法を3つ紹介しますので、ぜひチャレンジしてみてください。 ※さらに詳しく知りたい方はこちら↓へ。 ● 日本冷凍空調学会「最近気になる用語」 実験6-2 水が凍る瞬間を見てみよう <方法1>まずは、この方法でチャレンジ! 氷を入れるバットなど(平らで深さのある容器) 氷、塩 アルミカップ(お弁当のおかずなどの入れ物)3~5個 温度計 1. 氷をバットに入れ、氷の重さの1/3くらいの量の塩を振りかけて混ぜます。バットの中に温度計を入れ、温度を測ります。 2. 1のバットの中はどんどん温度が下がっていくので、少しずつ水を入れて、 -7~-9℃くらいになるように調節します。 3. アルミカップに同じ量ずつ水を入れ、バットの氷の上に並べます。触ったり揺らしたりせずに静かに冷やしていきます。 4. アルミカップの水のうち、どれか一つが凍り始めたら、他のカップの水は過冷却状態になっている可能性大。小さい氷のかけらを、入れてみましょう。 <方法2>少し大きな規模で、氷の成長が見られます 氷を入れるボウルなどの容器 試験管など透明容器 1. 小学生向けのおもしろ科学実験21選｜参考になるおすすめ本も紹介！ - 小学校に関する情報ならちょこまな. 氷をボウルに7分目くらいの高さまで入れ、氷の重さの1/3くらいの量の塩を振りかけて混ぜます。ボウルの中に温度計を入れ、温度を測ります。 2. 1のボウルの中はどんどん温度が下がっていくので、少しずつ水を入れて、-7℃~-9℃くらいになるように調節します。 3. 2のボウルの中に、水を入れた透明容器を入れます。入れたら、触ったり揺らしたりせずに静かに冷やしていきます。 4.
氷は、とけるときまわりの温度を下げています。氷を水に入れると水の温度が下がりますが、これは、氷がとけるときに、まわりの温度を下げるという性質があるからです。 ふつう、氷は少しずつとけて、まわりの温度も少しずつ下げていきます。もし、一度に氷がとけると、氷はまわりの温度を急激(きゅうげき)に下げてしまうはずなのですが、氷はゆっくりとける性質をもっているため、ちょうどいつも0度が続くようなペースでだんだんととけていくのです。 このことは、氷水がとけていくときに温度をはかりながら実験をしてみるとよくわかります。氷水は、氷がとけはじめてから全部とけてしまうまでのあいだ、ずっと0度の状態(じょうたい)なのです。 ところが、そこに塩をまぜると、氷がとけるスピードがどんどん速くなります。塩には氷がとけるスピードを速くするという性質があるのです。氷はまわりの温度をどんどん下げてしまいますから、温度は0度よりも下がってしまうのです。
NGKサイエンスサイトで紹介する実験は、あくまでも家庭で手軽にできる科学実験を目的としたものです。工作の完成品は市販品と同等ではなく、代用品にもならないことを理解したうえで、個人の責任において実験を行ってください。 NGKサイエンスサイトは日本ガイシが運営しています。ご利用に当たっては、日本ガイシの「 プライバシーポリシー 」と「 ご利用条件•ご注意 」をご覧ください。 本サイトのコンテンツ利用に関しては、 本サイトお問い合わせ先 までご相談ください。
3分~5分程経ったら、静かに透明容器を取り出します。 (→※ 実験ちょっと失敗編(4)「出したらもう凍ってた! 」 ) 5. 温度計の先や小さな氷のかけらを、透明容器の水の中に入れてみましょう。 (→※ 実験ちょっと失敗編(5)「凍らない…」 ) すごい! 温度計の先を入れた途端に、そこから一気に凍っていったよ! 温度計の先を入れた途端に、そこから一気に凍っていったよ! 実験ちょっと失敗編(4) 「出したらもう凍ってた!」 試験管を出してみたら、もう半分凍っちゃってた! 冷やす時間がちょっと長かったですね。また、試験管を取り出すときにぶつけたりすると、その衝撃で凍ってしまうので、気をつけてそっと取り出してください。 実験ちょっと失敗編(5) 「凍らない・・・」 氷のかけらを入れてみたけど、何も変わらなかった・・・。 まだ過冷却状態になっていなかったんですね。冷え方は気温にもよるので、冷やす時間を調節しながら、何度かチャレンジしてみてください。 <方法3>さらにダイナミックにやってみましょう 水、お茶、清涼飲料水など タオル 1. ペットボトルに水を8~9分目くらいまで入れて、ふたを閉めます。 2. 1をタオルなどでくるんで、2~3時間冷凍庫で冷やします(※)。その間は冷蔵庫のドアの開閉などは振動を与えないようにそっと行って、できるだけ静かに冷やします。 3. 静かに取り出して、ペットボトルを叩くなど衝撃を与えてみましょう。過冷却状態になっていると、その部分から水が凍り始めます。または、そっとふたを開けて、器に注いでみましょう。水が過冷却状態になっていると、注いだ水はあっという間にシャーベット状に凍っていきます。水のほか、お茶や清涼飲料水でも試してみましょう。 ※温度が調節できる冷凍庫の場合、-7~-9℃程度に設定すると、過冷却状態がつくりやすくなります。 非営利目的での複製・転載などについてご希望がある場合は、株式会社ニチレイ広報部 ( )までご連絡ください。
2016/06/04 2017/03/27 さて、自由研究についてこれまで色々と書いてきましたが、今回は過冷却水について取り上げてみます。過冷却水とは水であれば温度がマイナスになっても凍らない水の事です。 昔テレビで水が入ったペットボトルにちょっと振動を与えてやると振動を与えた部分からだんだんと凍っていくという奇妙な現象を紹介していました。 まさにこれが過冷却水の不安定さを利用したショーなんですが、当時はそんな知識もなかったのでとても驚いたとともに、面白かったと感じたのを記憶しています。 今回はそんな過冷却水を自由研究のテーマにしてみては?というお話です。 自由研究で過冷却水の作り方はどう?
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