電気と科学のひろば - おもしろ実験工房

One Day 実験隊

ペットボトルで育てる!雪の結晶

雪のふるさとは、高い高い空の上。
でも工夫すればほら、ペットボトルの中で、雪の結晶が育って行く・・・・!
部屋の中で、高い空の上のできごとを再現してみよう。

手順
  • ペットボトルの中に、釣り糸をぶらさげる。
  • 発泡スチロールの箱で、ペットボトルを冷やすドライアイスボックスをつくる。
  • ペットボトルをぬらし、息を吹きこんでふたをする。
  • ドライアイスボックスにペットボトルをセットして、ドライアイスをつめ、ペットボトルを冷やします。
  • やがて、釣り糸に雪の結晶がつき、それがだんだん大きく育ちます。
用意するもの

材料

  • ペットボトル(500mlのもの、炭酸用ががんじょうで透明度が高いのでよい)
  • 発泡スチロールの箱(写真のもので高さ15cm、タテ18cm、ヨコ16cm)
    ※ペットボトルの高さの2/3くらいを覆いたいので、高さは15cmは必要。
  • タテとヨコの大きさは、中にドライアイスをつめるので、B5サイズ(教科書の大きさ)より大きいくらいでもよい。
  • 消しゴム(重りに使う)
  • 釣り糸 40〜60cmくらい 1本(太さは「0.3号」などなるべく細いほうがよい)
  • ドライアイス 1〜1.5kgくらい(大きなかたまりよりくだいてあるものがよい)
    ※ドライアイスはスーパーや大きな魚屋さんなどでわけてもらうか、先生に聞いたり電話帳などで調べて、売っているところをさがしてください。
    注意!ドライアイスにじかにさわると、手が凍りついてやけどや裂傷になります。必ず軍手などをつけてあつかってください!

写真:用意するもの

道具

  • カッターナイフ(消しゴムを切る)
  • 軍手(作業用皮手袋でもよい、ドライアイスをあつかうときは必ずつける)
  • かなづち(木づちでもよい、ドライアイスをくだくとき使います)
  • タオル(ドライアイスをくだくときに、タオルでくるんでくだきます)
  • 記録用のカメラ・デジカメ
遊び方
1.  発泡スチロールの箱のふたに、ペットボトルがぴったりおさまる大きさの穴をあけます。

写真:遊び方1

2.  消しゴムをペットボトルの口から中に入る大きさに切ります。
※最初から中に入る大きさのものであれば、切る必要はありません。

写真:遊び方2

3.  消しゴムに切れ目を入れます。まんなかぐらいまで入れておきましょう。

写真:遊び方3

4.  切れ目に釣り糸を通し、両側の長さを同じにしておきます。
さぁ、ここからはきちんと準備しておいて、手早く進めよう。

写真:遊び方4

5.  ペットボトルの内側全体を湿らせたいので、少しだけ水を入れて、タテにもヨコにもよくふります。さらに10回くらい、ふーっと息を吹きこんで、ふたをしておきます。
6.  いったんふたを外し、ペットボトルの口から消しゴムをつり下げます。
消しゴムのおしりがペットボトルの底につくようにしましょう。
そして釣り糸2本が、平行になるよう、ピンと伸ばして、ふたをします。
※釣り糸がねじれないよう気をつけましょう。ふたは軽くふさぐだけでOKだよ。

写真:遊び方6

7.  ペットボトルを、発泡スチロールの箱に立てます。

写真:遊び方7

8.  ペットボトルのまわりに、ドライアイスをつめます。箱の高さの2/3が目安です。
※ドライアイスは、だいたい3cmから4cmくらいの大きさにくだいておきましょう。
注意!ドライアイスは絶対に素手でさわってはいけません。必ず軍手などをしましょう!

写真:遊び方8

9.  箱のふたを閉じます。ペットボトルの中を、ななめ上からのぞきこむようにします。
※ペットボトルのまわりに黒い紙を巻いておくと、結晶が見えやすくなりますが、冷えるのが遅くなります。写真では、撮影のために黒い紙を巻きました。
箱全体をなるべく涼しいところに置いて、20分ほど待ちます。

写真:遊び方9

10.  しだいに、釣り糸に霜のような結晶ができはじめ、やがて雪の結晶がだんだん大きく育つのが見えます。
※ペットボトルの肩(丸くなりはじめるあたり)ぐらいの高さで、よく育つようです。

写真:遊び方10

写真:遊び方10

写真:遊び方10

写真:遊び方10

写真:遊び方10

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うまくいかないときは?
  • ペットボトルの中の湿り気が足りないと、うまく育ちません。
  • 釣り糸がたるんでいたり、ねじれたりしないほうが、うまくいきます。
  • 釣り糸が太すぎると、やはりうまくいきません。
かいせつ
  • 雪の結晶ができるためには、次の3つが必要です。(この実験では、この3つをそろえて、雪の結晶をつくります。)
    1. たくさんの水蒸気(そのために息を吹きこみます)
    2. 氷点下(0℃以下)の低温(そのためにドライアイスを使います)
    3. 結晶ができるための「氷核(ひょうかく)」(釣り糸がその役割を果たします)
      ※「氷核」とは、水が氷になるために必要な「粒」です。
      氷の結晶をつくる実験も見てみてね)
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