温度と平均密度

温度に反応する不思議な小びん(No.73)

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温度に反応する不思議な小びん 温度に反応する不思議な小びん

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

実験の説明

どうしてなのかな?

水を満たした広口容器の中に小びんが入っています。小びんの中にはおもりのビー玉と水、それに空気が入っているだけですが、それぞれの小びんはある温度を境に浮き沈みします。どうしてでしょう?

そうかなるほど!

空気は温度が1℃上がると、0℃のときの体積の273分の1ずつふくらみます。気体は液体よりも温度による体積の変化が大きく、空気は水の何倍もの大きさにふくらみます。今回の実験はこの性質を応用したものです。広口容器の中の水の温度が上がるとそれが小びんに伝わり、小びんの中の空気を暖めます。空気は暖まるとふくらむため、小びんの中の水をキャップにあけた穴から外へ押し出します。水が押し出されると小びん全体が軽くなり、浮き上がるのです。逆に温度が下がると小びんの中の空気が縮んでその分だけ水が入ってくるので、全体が重くなって沈みはじめます。小びんの中の水と空気の量を調節するだけで、ある温度で浮き沈みする小びんをつくることができるのです。

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