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もののあたたまり方２

水の温まり方　　

森竹高裕

　金属は棒の向きに関係なく、順番に熱が伝わってきた。では、水の場合についてはどうだろう。水の温まり方について考えてみた。

水のとき、熱の伝わり方は、上向きと下向きで違いがあるだろうか。（ある・ない）

〈ある：向きによって温まり方が違う〉１４人　〈ない：向きによる温まり方の違いはない〉２０人　という予想になった。どうしてそう思うのか理由を尋ねてみると、

火を当てる場所によって、水の温まり方に違いはあるか？

左図は下から、右図は上からを当てる。そのとき、右と左では温まり方に違いがあるか。 〈ある：向きによって温まり方が違う〉１４人 　・金属と水は違う。水はお湯を沸かすにも時間がかかるから、下の方が早い。 　・水のとき火の伝わり方が上にくと思うから同じようには広がらないと思う。 　・上からだと熱がだんだん火の場所から、逃げようとするから。

〈ない：向きによる温まり方の違いはない〉２０人　
　・熱が動きながら温まる。だから違いはない。
　・金属の時も関係なかったから、ないと思う。
　・水も金属と同じようにつながっているから変わらない。

　こうした予想を立てたところで実験をしてみた。

火を当てる場所によって、水の温まり方に違いはあるか実験してみよう。

図のように試験管を持ち、温かく感じるまでの時間を比べた。結果は図のように、下から火を当てた時の方が、全体が早く温かくなった。 　右図の場合、火の当たった上部はぐつぐつしているのに、手の部分はいつまでたっても冷たいままである。温度計を入れてみると水面近くでは温度が高いのに、底まで沈めてみるとぐーんと温度が下がり、子どもたちはずいぶん不思議がっていた。これは一体どういうことなのであろう

実験してわかったこと。

　・温まるまでの時間を計ったら、１分１０秒と１分４０秒で３０秒も違った。
　・上に火を当てた時、下まで熱が届かない。
　・上に火を当てた時、温度計で計ってみたら温度が上がった。上と下は熱さが違うと思いました。

　では、どうして火の当てる場所が上と下では違いがあるのだろう。

どうして水のときは、熱の伝わり方が上と下で違いがあるのでしょう。　

　・熱は上から下に行かないと思う。
　・みそ汁を見ているとみそが下から上に登ってくる。横からこないから、
　　上だけにしか熱は行かないと思う。

　水の場合は、熱が下から上に登ってくるのではないかという仮説になった。そこで、この仮説を確かめるための実験をすることにした。

水のとき、熱は下から上に伝わるのか。実験してみよう。

図のように、ビーカーの隅に絵の具を塗り付け、下からアルコールランプで熱した。すると、絵の具は下から上に上昇し、冷えて下に落ちてくる様子が観察できた。 　・絵の具が下から上に上がってびっくりしました。しかも火だけで動くなんて初めて知った。 　・絵の具がドカーンとなった。ドカーンとなったら下にシャーッと下がった。打ち上げ花火みたいになって面白かった。 　・最初は水だけだったけれど、時間がたつと絵の具と混ざって緑色になった。

　・絵の具が下から上に上がってびっくりしました。しかも火だけで動くなんて初めて知った。
　・絵の具がドカーンとなった。ドカーンとなったら下にシャーッと下がった。打ち上げ花火みたいになって面白かった。
　・最初は水だけだったけれど、時間がたつと絵の具と混ざって緑色になった。