屋内で雲を作る実験は、空の上で何が起きているのかを手元で再現できる、とてもダイナミックで不思議な実験です。身近な道具だけで簡単に「雲の正体」を見ることができます。
雲を作る方法(ペットボトル編)
ペットボトルの中の「気圧」を変化させて、一瞬で雲を発生させる方法を紹介します。
用意するもの
透明なペットボトル(炭酸飲料用の硬いもの、500ml〜1.5Lがおすすめ)
ぬるま湯(少量)
線香とマッチ(またはライター)(煙を使います)
ペットボトル専用の加圧ポンプ(100円ショップの「炭酸キープキャップ」などで代用可能ですが、なければ手で潰す方法でもOKです)
手順
ペットボトルの中に、底が隠れる程度のぬるま湯を入れ、蓋をしてシャカシャカ振り、中を湿らせます。
一度蓋を開け、火をつけた線香の煙を数秒間だけボトルの中に入れ、すぐに蓋をしっかり閉めます。
ポンプを使って空気をシュシュっと入れ、ボトルをパンパンに膨らませます(ポンプがない場合は、手で力一杯ペットボトルを押し潰して圧力をかけます)。
一気に蓋を開ける(または手を離す)と……ボトルの中が真っ白な「雲」でいっぱいになります!
なぜ雲ができるの?(科学のポイント)
雲ができる仕組みには、「断熱膨張(だんねつぼうちょう)」という現象が深く関わっています。
① 煙の役割(核になるもの)
空の上にある雲も、実は小さなチリやホコリを核にして、周りに水滴が集まることでできています。今回の実験では、「線香の煙」がそのチリの役割(凝結核)をしています。
② 圧力と温度(断熱膨張)
ボトルを圧迫しているときは、中の温度が少し上がります。
蓋を開けて一気に空気が広がると、空気の温度が急激に下がります。これを「断熱膨張」といいます。
温度が下がると、空気の中にいられなくなった水蒸気が、煙の粒の周りで小さな水滴に変わります。これが「雲」の正体です。
もっと面白くするヒント
「煙」を入れないとどうなる?: 煙を入れずに同じことを試してみてください。なかなか白くならないはずです。これで「核」がいかに大切かがわかります。
アルコールで試す: 水の代わりに消毒用アルコール(少量)を使うと、水よりも蒸発しやすいため、より濃い、はっきりとした雲を作ることができます。
安全のための注意
線香の火を使うときは、必ず大人の人と一緒にやりましょう。
ぬるま湯を使ってください。熱湯はペットボトルが変形したり、火傷の危険があるため避けてください。
お部屋の中で「空の仕組み」を再現できるこの実験、ぜひ楽しんでみてください。