試してフシギ

ドライアイスで動くシーソー(No.87)

ドライアイスで動くシーソー ドライアイスで動くシーソー

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

上の写真は、ドライアイスが気体になる時の力を利用してシーソーのように動く装置です。常温常圧下のドライアイスは、固体からいきなり気体になります。この装置は、固体が直接気体になるときの急激な体積の膨張によって生まれる力を利用しています。どのようなしくみで動くのでしょうか?

そうかなるほど

容器(A)の中のドライアイスが気体になって体積が膨張すると、パイプ(a)でつながっている容器(B)の中の圧力が高まり、容器の中にある水に圧力が加わります。パイプ(b)の下端は水の中にあるため、この圧力によって水はパイプ(b)の中へ押し出され【図-1】、カップにたまります。カップが重くなると容器(B)が持ち上げられ、パイプ(b)の下端が水面上に出ます【図-2】。すると今度はパイプ(b)の先端から気体が抜け出し、同時にカップの水が容器(B)に戻って最初の状態に戻ります【図-3】。こうしてシーソーのような動きが繰り返されるのです。

1. 炭酸飲料用500mlペットボトル
(円筒形) 2本
2. 紙コップ 1個
3. ゼリーやプリンの容器 1個
4. 細かく砕いたドライアイス 少々
5. 木板
A:タテ 9cm×ヨコ3cm×厚さ0.5cm2枚
B:タテ40cm×ヨコ8cm×厚さ0.5cm1枚
6. 透明塩ビパイプ 1本
(内径1cm×長さ30cm)
7. ストロー 1本
8. 竹ぐし 1本
9. 輪ゴム
10. 木工用接着剤
11. のこぎり
12. 軍手
13. キリ
14. プラスチック用 強力接着剤
15. 刃先の円い彫刻刀
16. カッターナイフ
17. ビニールテープ

工作の完成品

[工作の注意]

・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。
・工作を行う際は、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しましょう。
・小学生など低年齢の方が実験を行う場合は、必ず保護者と一緒に行ってください。

  • 1

    ゼリーの容器に穴をあけ、パイプの端を差し込んで接着します。

  • 2

    1本のペットボトルに2カ所穴をあけ、竹ぐしを通して接着します。

  • 3

    竹ぐしを通したペットボトルに穴をあけ、
    (1)でつくったパイプを通して接着します。

  • 4

    輪ゴムをまいてパイプの端の位置を調整します。

  • 5

    ペットボトルのキャップ2つを背中合わせに接着します。周囲にビニールテープを巻いて穴をあけ、8~10cm程度に切ったストローを通して接着します。

  • 6

    木板(A)2枚にV字型の切り込みを入れて木板(B)に接着し、紙コップを高さ4cmに切って接着します。

[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。
・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しましょう。
・小学生など低年齢の方が実験を行う場合は、必ず保護者と一緒に行ってください。

  • 1

    ペットボトルを横にした状態でパイプの先端がぎりぎり水面の上になるよう水を入れ、ストローを通したキャップを取り付けます。

  • 2

    もう1本のペットボトルの中にドライアイスひとかけらを入れ、キャップに取り付けます。

  • 3

    竹ぐしを切り込みの上にのせます。ドライアイスが気体になると、水がパイプの中を移動してシーソーのような動きを繰り返します。

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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