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ものの温度とかさ９

温められた金属はどうなるか？

森竹高裕

　これまで空気や水について調べてきた。温められた空気や水はかさが大きくなり、冷やされた空気や水はかさが小さくなった。では金属の場合はどうなるのだろう？　温められた金属のかさ（大きさ）の変化について調べた。

金属を温めたとき、かさ（大きさ）は大きくなるのだろうか？

　子どもたちの予想はちょうど半々に分かれた。〈大きくなる〉２０人〈変わらない〉１５人である。

〈大きくなる〉２０人
　・暑い日には線路のレールが伸びると聞いたことがある。
　・水とかも大きさが変わったから
　・水とか空気とかも変化したから金属も膨らむと思う
　・熱で空気が温まるから大きくなると思う。空気と水のように変化があると思う。

〈変わらない〉１５人
　・金属は固いから変わらない
　・金属は固いから

　〈大きさは変わらない〉と考えた子たちはほぼ全員が「金属は固いから大きさは変わらない」と考えた。至極当然である。しかし一方、これまでの学習を通して、空気も水も大きさが変わったから金属も変わるだろうと考えた子たちもいた。この考え方の変容はすばらしいと思った。この単元の学習前には決してこうは考えないだろうからである。

　さてこのように予想したところで、金属球を使った実験をおこなった。

金属球を温めて、輪の中を通してみよう。また氷水で冷やしたら、もう一度輪の中を通ることができるだろうか？

　常温では輪をくぐり抜けることができる金属球であるが、火であぶると輪を通り抜けることができない。反対に氷水の中につけると再び輪を通り抜けることができる。私たちの生活では、線路や橋など身近なところでこのしくみが利用されていることを伝えた。

実験をしてわかったこと・気づいたこと

・金属の球の中にいた粒は、アルコールランプにあてられて動き回り、球が大きくなった。アルコールランプにあてられて、粒が「熱い、熱い」といって動き回った。

・金属は固くても熱くなって、金属くんが動き回って球が大きくなった。

児童の学習のまとめより

空気
　温められた空気はかさが大きくなった。冷やすと空気のかさが縮む。粒で考えると激しく動き回っている。

水
　　水も空気と一緒で温かくなると大きくなり冷たくなると小さくなる。粒は空気くんのときよりゆっくり目。

金属
　金属も大きくなったり小さくなったりした。粒の動きはゆっくりで水のときよりもゆっくり動く。