ベネッセ・サイエンス教室 3月

今回のベネッセ・サイエンス教室は「The エンジン」

ぽんぽん船熱エネルギーによる動力を実験を通じて理解していく。

まずはゴムを使った実験が行われる。ゴムを巻いたところら小さな旗を付けたものを熱湯に浸すと旗が1.5回転する。さて、この回転はなぜ発生したのだろうというところからスタート。

ゴムに熱を加えると伸びるのか縮むのかという問題提起が先生から出される。どうしたら、伸びているのか?縮んでいるのかが分かるのか?子供たちはゴムの長さを測定しようとか、印をつけて熱湯に浸したときにその印がどのように動くかで判定できるとアイデアを出す。さて、ゴムはどっちだっけ?

答えは熱を加えるとゴムは縮むです。普通の物質は熱を加えると伸びるのだけどゴムは縮む。そのあたりのからくりはふしぎ物質ゴムに解説されている。

次にぽんぽん船の実験。(上の写真を参照)軽いバルサ材の船体にアルミの中空パイプを取り付ける。アルミのパイプには水を入れている。そのアルミに熱が加えられるようにロウソクを取り付けて火をつけるとあーーーら不思議、舟は水の上を進んでいく。

原理はロウソクの火で熱せられた水が蒸気となって膨張して吹き出す推進力で進む。水がなくなると、真空状態となるため、水を吸い込む。そして、水が熱せられて蒸気となって・・・ということが繰り返されて進んでいく。

スターリングエンジン

スターリングエンジンゴム=固体、水=液体、さて最後に気体によるエンジンはというと真打登場です。スターリングエンジンです。写真は輪ゴムで両方の柱にぶら下がっている試験管に鉄球、ビー玉・・・ビー玉、鉄球という順番でいれたもの。その試験管の一方には注射器が付いていて、もう一方はロウソクで暖めている。そうするとあーーら不思議、試験管がぎっこんばったんと動き出すではないか。この球が右往左往するのは空気が熱せられたり冷やされたりするためというのは分かるのだけど正確には説明するのはかなり難しい。スターリングエンジンは熱効率が良くて未来のエンジンと言われているようだけど実用化にはかなりハードルがあるようだ。

ベネッセ・サイエンス教室は今月でおしまいです。中学生のカリキュラムはまだ存在していないのがとても残念。夏休みに特別版などを計画しているようなので、ぜひ参加してくださいと先生から言われる。2年間続けてきましたが、内容はとても良いし、先生は熱心なので小さいと時からあれば行かせていたのにと今更ながら悔しい思いをする。

娘も時々、サイエンス教室のノートを取り出して書き写したりして学校の宿題のネタにしたりしていて楽しんで活用していた。理系が復活する一助になることを祈ってベネッセに期待しよう。

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