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これまでの実験から、溶け残ったものを溶かすとき、次のことがわかった。
食塩 …水の量を増やせば、溶け残りも溶ける。温度を上げても溶けていかない。
ミョウバン…温度を上げると、溶ける量が急激に増える。60℃で約10倍
こうした現象はどうして起きるのか、粒のモデルで考えた。まず塩の場合、水の量を増やせば溶け残りも全て溶けた。
・椅子に座る
「溶けた」という状態は、塩くんと水が仲よくなってくっついた様子(子どもが椅子に座る)に例えた。椅子(水)の数が多ければ、子ども(塩)は全員が座る(溶ける)ことができる。
「では実際にやってみましょう。」
「これって、いす取りゲームなんじゃね?」
まさしくいす取りゲームである。椅子の数が十分にあれば余裕を持って座ることができるが、椅子の数を減らすとさあ大変。激しいバトル(?)となる。遊んでいるんだか勉強しているんだかわからない。
次は温度を上げると、ミョウバンがたくさん溶ける場合について考えた。
こちらは難しかった。椅子(水)の数は変えずに、たくさんの子ども(ミョウバン)が座らなくては(溶けなければ)ならないのである。無理やりにでも座るためにはどのようにしたらよいのだろう。
・一つの椅子に一緒に座ればいい。
水が温かくなったことで、ミョウバンを持ち上がる力が増し、たくさん溶かすことができたと考えられないだろうか。
そこで今度は、水役とミョウバン役に分かれてみた。
「うーん。」「あがんねぇ。」と顔を真っ赤にして叫んでいた。1人の水が2人のミョウバンを持ち上げるためには、相当のパワーがいることがわかった。本当のところはめに見えないのだが、粒子の概念についてイメージ豊かに考えることができた。
その1 いす取りゲームモデル
(1)椅子を溶媒(水)とし、子どもを溶質(塩、ミョウバン)に見立てる。
(2)用意ドンで座る。座れなかった子がとけ残りの溶質
(3)溶媒(椅子)を増やせば、みんな座れる(溶ける)
しかし、これでは温度が上がったとき、たくさん溶けることをうまく説明できない。座れる椅子の広さが変われば、たくさんの物が溶けることができる。
その2 おんぶモデル
(1)水役の子とミョウバン役の子を決めて、体育帽の色を変える。
(2)低温時は、4人の水役が1人のミョウバンを取り囲み持ち上げる。
→4:1の関係
(3)温度が上がるとパワーアップし、2人の水役で1人を持ち上げられる。
(4)溶け残っていたミョウバン役の子も持ち上げてもらえる。
→2:1の関係
(5)さらに温度が上がると、水役がミョウバンをおんぶする。
→1:1の関係。