試してフシギ

ドーナツ雲を作って遊ぼう!(No.52)

ドーナツ雲を作って遊ぼう! ドーナツ雲を作って遊ぼう!

実験監修:名古屋市科学館学芸員 佐伯平二 
※監修者の役職は掲載当時のものです。
企画制作: 日本ガイシ株式会社

どうしてなのかな?

空中に浮かんだドーナツ雲、不思議なカタチの雲ですね。これを渦輪(うずわ)といいます。どうしてこのような形ができるのでしょう? ドライアイスの白い煙(水蒸気)でつくってみましょう。

そうかなるほど!

丸い穴をあけた容器にドライアイスを入れ、急激に力を加えると、冷やされてできた白い水蒸気が、かたまりとなって飛び出します(図1)。このかたまりは静止している空気の中を勢いよく進むため、周囲の空気が水蒸気のかたまりの下側にまわり込みます(図2)。まわり込んだ空気は水蒸気のかたまりの中心部へ流れ込み、回転するように抜け出します(図3)。飛び出した水蒸気のかたまりが、この空気の流れの方向に沿って動くため、ドーナツ形の雲(渦輪)ができるのです。このような現象は気体に限らず、液体でも起こります。たとえば、水を満たしたコップの中にミルクをそっと1滴、2滴たらすと、白いミルクの渦輪ができます。

・牛乳パック 2個
・ドライアイス 200gほど
・40℃くらいのお湯
お風呂のお湯程度の温度)
・カッターナイフ
・はさみ
・工作用接着剤
・荷造り用粘着テープ
・軍手
・かなづち
・タオル

  • 1

    1個の牛乳パックの上部をカッターナイフとはさみを使って切り取ります。

  • 2

    もう1個の牛乳パックの胴体からふたにする部分を切り取ります。

  • 3

    中央に丸い穴をあけます。(大きさをいろいろ変えて試してみましょう)

  • 4

    (接着剤と荷造り用粘着テープで空気もれがないようにしっかりふたをします。

  • 1

    軍手をはめてドライアイスをタオルでくるみ、かなづちで砕きます。

  • 2

    容器に3分の1くらいお湯を注ぎ、軍手をはめて砕いたドライアイス10個程度を中に入れます。

  • 3

    煙が穴のあたりにわきあがってきたら、容器のやや上の方を握ってすばやく圧力を加えます。

煙がでなくなったら<実験の手順(2)>から繰り返します。また、できる渦輪は小さくなりますが、ペットボトルを使っても同様の実験ができます。試してみましょう。

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。

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