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自由研究にペットボトルに雲を作る実験!仕組みやまとめ方

      2017/06/05

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私達が、ほとんど毎日見ている

雨を降らせたり、雪を降らせたり、雷を起こしたり・・

空に浮かぶ雲を実際に作るには、とても大がかりな作業や装置が必要となりますが、

実は私達の身近にある”ペットボトル“を使っても、雲を発生させることができるんです。

雲ができる仕組みを理解して、実験してみましょう。

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自由研究にペットボトルに雲を作る実験!

★準備するもの

・1.5Lのペットボトル
・線香
・ライター(マッチなど)
・ぬるま湯

実験では、ペットボトルを強く握って凹ませる作業があります。

ですので、柔らかく凹ませやすいペットボトルの方がおすすめです。

 

★手順

1.ペットボトルに少量(1㎝くらい)のぬるま湯を入れる

2.蓋を閉めて、よく振ります。蓋はまた開けておきます。

2.線香に火をつけ、ペットボトルに差し込んで中に煙を入れる
(線香の煙は、少しで大丈夫。5秒くらい差し込んでみてください。)

3.ペットボトルに蓋をする

4.ペットボトルを強く握り、凹ませる

5.凹ませていた手を、すばやく緩める

→→中が白くなって、雲が発生!!

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ペットボトルに雲ができる仕組みやまとめ方

雲は、空気中に含まれる水蒸気と、ホコリやちりなどが集まってできたものです。

また、その仕組みを理解する前に、雲ができる上空では、地上よりも気圧が低く、温度が低いということを理解しておきましょう。

 

ポテトチップスの袋が山頂ではパンパンに膨らむことは有名ですね。

袋を開けない限り、ポテトチップスの中の気圧は変わりません。

気圧が高い地上で詰められた袋は、気圧が低い山の上に行くと、袋の中の方が気圧が高くなります。

外と内との気圧差で袋が膨らむという原理です。

 

では、雲ができる仕組みをみていきます。

①上昇気流によって、空気が上空に押し上げられる

②気圧が低い上空で、空気は一気に膨張し、温度が下がる

③温度が下がると、含むことができる水蒸気の量が減る

④含むことができなくなった水蒸気が、ちりなどに集まって固まる=小さな水や氷の粒になる=雲粒(うんりゅう)

⑤雲粒が集まって雲になる

 

上昇気流によって押し上げられた空気に含まれる水蒸気が、上空で冷やされて、チリやホコリと固まって、雲ができるのです。

 

今回の、ペットボトルを使った実験では、ペットボトルにぬるま湯を入れることで水蒸気を発生させています。

そして、ペットボトルを強く押して凹ませることで、気圧を高く

一気に戻すことで、気圧を下げ、中の空気を膨張させました。

ペットボトル内では、温度が下がり、余った水蒸気が固まって、雲ができるという仕組みです。

 

また、空気中にあるホコリやチリの代わりとして、今回は、線香の煙を使っています。

・ペットボトルを凹ませたとき、戻した時で、中の様子はどのように変わるか
・入れる線香の量を変えると、雲のでき方に違いはあるか

などを観察して、結果をまとめてみましょう。

 

ペットボトルで雲を作る実験のまとめ

仕組みを理解すれば、雲は簡単に作ることができるのですね。

雲に含まれる水や氷の粒は、お互いにだんだんとくっつき大きな粒になっていきます。

そのうち、浮かんでいられなくなるほど重くなると、地上に雨として降ってくるのですね。

地上が寒ければ、雪となります。

 

また、雲にはできる高さや形によってさまざまな名前がつけられていたりしますので、そのあたりも一緒に調べてみると面白いかもしれませんね^^

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