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ものの燃えかたと空気6

火を消した犯人は誰か?

森竹高裕


 これまでの実験から、物が燃えたとき酸素は減り二酸化炭素が増えることがわかった。このことから子どもは「二酸化炭素が増えたらから火が消えた」と考えがちなのだが、実はそうではない。二酸化炭素の量には関係なく「酸素が減ったから火が消えた」のである。そのことをはっきりさせるための授業をおこなった。 まず

火を消した犯人は誰だろう。登場人物は、酸素くん・二酸化炭素くん、ちっ素くん、ビンさん、ろうそくさんの5人です。


 本のささいなことなのだが「火が消えた理由はなぜだろう?」と問うよりも「火を消した犯人は誰だろう?」と問う方が、子どもたちのノリも違う。容疑者としてあげられたのは〈酸素〉〈二酸化炭素〉であった。

〈酸素〉2人
 ・酸素がろうそくの火で湿ってきて、その湿った酸素で火が消えた。
 ・ろうそく(炭素)とくっついて二酸化炭素になってしまった仲間を救おうとして、二酸化炭素から酸素を奪い返した。もとの状態に戻ったから火は消えた。
〈二酸化炭素〉12人
 ・二酸化炭素が多くなって火が消えた。もう燃えるものがなくなった。
 ・燃やす前より燃やした後の方が二酸化炭素が増えているから。
 ・空気の中には酸素、二酸化炭素、窒素があって、燃やす前と後では、二酸化炭素が前より100倍増えたので、二酸化炭素が容疑者だと思う。

 子どもたちはほとんどの子が〈二酸化炭素が増えたから火が消えた〉と考えている。正解を告げる前にこんなことを尋ねた。

ビンの中に酸素50%、二酸化炭素50%にしたら、ろうそくの炎はどうなるか?
(消える、弱く燃える、燃え方は同じ、激しく燃える)

 二酸化炭素が火を消すと考えているので〈消える〉13人〈弱く〉2人である。一か八かで〈激しく〉を予想していた子が1人いた。理由を深く聞かずに予想のみした。

 それでは、ということで実験をしてみた。50%の割合は水上置換法でおこない、ビンの半分ずつに酸素と二酸化炭素をボンベを使って入れた。火のついたろうそくを入れてみると「パチパチ」と音を立てて燃えた。この結果に子どもたちは目を丸くして「あれー?」と言っている。

 この激しく燃えた理由について考えてみた。

炎が激しく燃えたのはなぜだろう?

 二酸化炭素は50%もあるけれど、それは物を燃やしたり消したりするのに関係がないこと、酸素が50%もあるから激しく燃え、燃えるものがなくなったから火が消えたことを説明した。

 「ものが燃えるとき3」で「酸素には(   )力がある」の(   )を埋める問いで〈燃やす〉〈燃える〉の言葉が出された。この違いをはっきりさせるために、こんな実験をおこなった。

酸素のシャボン玉、二酸化炭素のシャボン玉、プロパンガスのシャボン玉を作って火を近づけてみよう。燃えるのはどれだろうか?

 子どもたちのまちがえやすい思考のもう一つに「酸素は燃える」というものがある。酸素は物を燃やすことを助けるだけで、酸素自体が燃えるわけではない。このことをシャボン玉を使った実験で考えさせた。

  子どもたちの予想は、二酸化炭素〈燃えない〉16人、酸素〈燃える〉10人〈燃えない〉6人であった。シャボン玉の吹き口のところにガスボンベのストローをつけて気体を送ってシャボン玉を作る。そこに火をつけても火はつかなかった。
 ところがカセットコンロのガスでやってみると、一瞬のうちにブワッと火の玉のように燃え上がることが確認できた。火の玉のような燃え方を見て、子どもたちは大変驚き、燃える気体と燃えない気体について理解することができたようだ。

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