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もののあたたまり方2

金属棒の温まりかた

森竹高裕



前回の実験ではスプーンとボウルを湯で温めた子どもたちは、
・お湯の蒸気の熱で温まったのではないか
・熱はだんだんに広がっていく
・熱は端から順番に伝わっていく
ということに気が付いた。そこで金属棒(五寸釘)について実験をした

金属の棒を温めたとき、@熱は端から順番に触っていくか A蒸気がなくても熱は伝わっていくか観察をしてみよう。


 今回は五寸釘をアルコールランプで温めた。熱が伝わったかどうかを見るために釘にロウを塗り、視覚化した。火が近づくと炎の所から順番にロウが溶けていくことがわかる。さて、次にこの金属棒の向きを変えたときのことについて考えた。

釘が下向きのとき、熱は端から順番に伝わっていくのでしょうか。(同じように伝わる・遅く伝わる・早く伝わる・伝わらない)

 図Aのように斜めにした場合、伝わり方は別の違いがあるのかを考えさせた。子どもたちの予想は
〈同じように伝わる〉14人
〈伝わらない〉0人
〈Bより遅い〉12人
〈Bより早い〉5人

であった。私はこんなにも考えが分かれるとは思っていなかったので、わくわくした。

〈同じように伝わる〉14人
 ・スプーンのときも上向きだったけれど、だんだん伝わっていたから。
 ・火は火だからそんなに変わらない。
 ・温かくなると空気は膨らむからあまり関係がないと思う。

〈Bより遅い〉12人
 ・向きを変えても順番に伝わると思う。でもまっすぐにしている時とは
  違って上向きだから熱が遅く伝わる。
 ・坂道と一緒で登と疲れて遅くなる。
 ・平行だとよく伝わるけれど、斜めだと重力で下の方に力がかかってよく伝わらない。

〈火より早い〉5人
 ・釘を下にすると火の煙でロウが早く溶ける
 ・火は上に行くし、熱も上に行くから早い。
 ・火事の時に煙は上に行くから上に行く方が早いと思った。

 どの意見も身の回りの現象をもとに考えているのがいい。「それでは…」と実験をした。Aのように傾けてみたけれどBより早いのか遅いのか今ひとつはっきりしない。
 そこで演示実験を行った。金属棒にサーモテープという温度が上がると色が変わるテープを貼った物を用意した。釘が温まるようすを見ながら、子どもたちは「手品みたい」と言う声を上げた。色の変わっていく様子を見ると、どちらも同じであることが確認できた。

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