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ものの温度とかさ５

空気は粒でできている

森竹高裕

　４年生の理科では空気について２回扱う。１回目は空気鉄砲を飛ばすことを通して、空気は押し縮めらることを学んだ。このとき子どもたちは自然と空気の粒について考えた。空気の粒を「空気くん」と呼び、この空気くんが押されて空気鉄砲の仲で、ぎゅうぎゅうに詰めになったのではないかと想像した。

　今回の「ものの温まり方」では、温められた空気くんの状態がどのように変化したのかを想像させた。そこで次のような方法で、空気は粒の集まりでできていることを説明した。

　まず最初に見せたのは、新聞の写真を虫眼鏡で見ることだ。

新聞の写真を見てみよう。パッと見たところ一つながりで色がついているように見えるけれども、虫眼鏡で拡大したらどのように見えるでしょうか。　

　次に見たのが線香の煙である。

線香の煙をスポイトで取って小さな入れ物の中に入れて顕微鏡で見てみよう。　

　子どもたちはどのように見えたのだろうか？顕微鏡をのぞき込んだ瞬間、こんな歓声が上がった。
　・すごーい！　　　　　　　・流れ星みたい
　・きらきら光っている　　　・宝石みたい

←ブラウン運動観察器 （中村理科）

この箱の中に線香の煙を入れて、普通の顕微鏡でのぞくと、煙の粒が見える。

　これは、線香の煙を容器にとり１００倍ほどに拡大すると、煙の分子が見える。私も初めてこの煙の分子を見たとき、その美しさに見とれた。理科ではこうした感動を子どもたちに伝えていきたい。
　この煙の粒は、絶えず位置を変え動き回っている様子を確かめることができた。いろいろな班の煙を見ることで、煙の動き方にきまりはなく、バラバラに動いているのがわかった。また空気も同じように粒の集まりであることを教えた。残念ながら空気を分子レベルで見ることはできないのであるが、子どもたちは空気が粒でできていることを納得できたようだ。

　さてここで温められた空気はどのように空気の粒が変化したかについて自分の予想を立てることにした。

空気が温まったとき、空気くんがどのようになったから袋がふくらんだのだろう？　

　子どもたちの考えは大きく分けて次の５つとなった。
　　Ａ．空気くんの数が増えた
　　Ｂ．空気くんが外側に集まった
　　Ｃ．空気くんの大きさが大きくなった
　　Ｄ．空気くんの動きが激しくなった
　　Ｅ．空気くんが合体しあった