試してフシギ

ベナール対流対流がつくる不思議な模様(No.79)

対流がつくる不思議な模様 対流がつくる不思議な模様

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

晴れた空に広がるいわし雲と温かいおみそ汁、そして右上の写真。「関係ないじゃん!」って思うでしょ。でも、科学の目で見ると実は同じ現象が起こっているのです。ちょっと不思議ですね。それではさっそく試してみましょう。

そうかなるほど

おわんに入った温かいおみそ汁をしばらくそっとしておくと、おみその小さなつぶが模様をつくっている様子を見かけることがあります。これは、表面では蒸発によって温度が下がるためにおみそ汁が少しだけ重くなって下に沈み、かわりに下から少しだけ温かくて軽いおみそ汁がわき上がる対流という現象が起こっているためで、下降している部分と上昇している部分とがきれいに並んでハチの巣のような模様をつくります。このような対流をベナール対流といいます。大気の中でもこれと同じような対流が発生していわし雲(巻積雲)ができるのです。

1. アルミ粉または
油絵の具(シルバー)
2. サラダ油
3. キッチン用アルミ箔
4. 底が平らな容器
(金属製か耐熱ガラス製)1個
5. .紙コップ 1個
6. ティシュペーパー
7. 割りばし 1本
8. ホットプレート

工作の完成品

[実験の注意]

・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あり、工作の完成品は市販品と同等、もしくは代用品となるものでは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。
・ホットプレートの扱いは保護者の方にお願いし、ヤケドしないように注意しましょう。
・アルミ粉とサラダ油を混ぜた溶液は実験後、食用油の凝固剤で固めて処分してください。
・工作・実験を行う際は、必ず手順を読んでから行ってください。
・刃物や器具の取り扱いには十分注意し、ケガをしないように

  • 1

    紙コップにサラダ油を8分目程度注ぎ、少量のアルミ粉(割りばしの先にのる程度)を入れてよくかき混ぜます。

    油絵の具の場合は紙コップにチューブから5cmほど絞り出し、少量のサラダ油で溶いてからサラダ油を追加してかき混ぜます。

  • 2

    アルミ粉をまぜたサラダ油を容器の中へ注ぎます。容器の底から1cm程度の深さになるように注ぎ、もう一度割りばしでよくかき混ぜます。

  • 3

    アルミ箔を容器が置ける大きさに4ツ折りにし、少しシワをつけてホットプレートの上にのせます。

    ※熱ができるだけ容器の底に均等に伝わるようにするためです。

  • 4

    しばらくすると表面にアルミ粉の一部が膜になって浮き上がるので、ティシュペーパーで吸い取ります。油絵の具の場合はその必要はありません。

  • 5

    ホットプレートの電源を入れます。しばらくすると対流が起こり、模様が現れます。
    模様が現れたらホットプレートの電源を切ります。

  • 6

    そのままにしておくと対流が安定し、模様も安定します。

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。

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