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４年理科「ものの体積と温度」７

水や金属は膨らむか

森竹高裕

これまでの実験から、温められた空気は膨らむということがわかった。では水の場合はどうなのだろう。

温められた水は、膨らむだろうか？　（　膨らむ・膨らまない　）

初めの予想では〈膨らむ〉１人、〈膨らまない〉３４人だった。だが話し合っているうちに、考えを変える子が出始めた。

〈膨らむ〉　１１人

• 水も空気と同じで、体積があるからお湯で温められて膨らむ。
• お湯を沸かすと熱くなってくるとぐつぐつする。それと同じように膨らむと思う。
• 水も温められると膨らむと思う。
• 水も膨らむかなと思った。
• 分子がいっぱいあって、温められると、とんと動くようになって出る。

  　→　分子ってなに？という声多数。

〈膨らまない〉　２４人

• 水の量は決まっているし、もし水が膨らんだら中からあふれ出てしまう。
• もし水が膨らんだら、ペットボトルの噴水の時に、水といっしょに空気も出ちゃう。
• ペットボトルの噴水は、空気が膨らんで水が押し出されるから。水は膨らまない。
• もし水が膨らんだら、夏とか水が膨らんで大水になってしまう。

両者の考えが出たところで、実験をしていた。

温められた水は膨らむが実験してみよう。

熱いお湯を入れると、ほんのわずかであるが膨らんだ。試験管の中の水を触った子からは「温かくなっている」という声が聞こえてきた。水の次は金属である。

金属は膨らむのだろうか？

空気と水は温めると膨らみました。金属は温めると膨らむでしょうか。
子どもたちの予想は　〈膨らむ〉２９人、〈膨らむない〉５人だった。

〈膨らむない〉５人

• 金属が形があるから、金属は膨らむないと思う。
• 金属は膨らむものではないと思う。
• 金属は膨らむことに関係がないと思う。
• 水と空気は似ているけれど、金属は似ていない。だから膨らまないと思う。

このように〈膨らむない〉の考えを聞いて　〈膨らむ〉２６人　〈膨らまない〉８人となった。

みんなは金属が膨らむと思うのですね。では理科室にある金属を持ってきて工夫して温めてみよう。金属が膨らむだろうか。

空き缶、銅の棒、金属球などを与えたところ、こすってみたり、お湯の中につけたりしていた。でも膨らんだのかどうかよくわからない。「もっとこうしたい、というのがありますか？」と尋ねると「アルコールランプで温めたい」というリクエストがあった。そこでアルコールランプ、金属膨張実験器、線膨張実験器を渡して実験をした。

• 金属球を温めると、１回通った穴の中に球が通らなくなりました。
• 金属の棒を温めて、その伸び方を調べました。
• 初めは通ってしまった玉が、火につけた後は通らなくなったから、金属は膨らむと思った。
• まず金属球を火にあぶり、丸い輪に入るかやってみたら入りません。水に冷やすと入りました。
• アルコールランプで球を熱したら、輪っかの大きい方に通らなかったから金属は膨らむということがわかった。
• 丸い穴のあいた方を温めたら、初めやっていたときより穴が大きくなって玉が通りました。
• 膨張試験器と玉を温めてくっつけたら、はまってとれなくなってしまった。