金属、水、空気と温度(水蒸気を集めよう)

小4

粒子

教材一覧金属、水、空気と温度(水蒸気を集めよう)

単元 水のすがたと温度、すがたをかえる水

目標 水を熱し沸騰したときに、水の中から出てくる泡を水が姿を変えたものと考えることができる。

準備

  • 気体回収装置 (呼気回収用ポリ袋、ビニールチューブ(外径8㎜、内径6㎜、長さ15㎝)、ストロー(直径6㎜、長さ10㎝)、ろうと(直径6㎝))

    1式
  • ビーカー (200mL)

    1個
  • 沸騰石

    1個
  • 実験用コンロ

    1台
  • ガスボンベ

    1本
  • ダブルクリップ

    2個
  • スタンド

    1台
  • 軍手 (火傷に注意)

    1双

観察・実験

導入

湯気の正体が水であったことを復習する。
【学習課題の確認】「水を熱したときに出てくるあわの正体は何だろうか」

10分

実験の準備

実験装置の組み立て

10分

実験

① 火をつけ(3段階の2、火が強いと水が逆流しやすい)、様子の観察(沸騰と泡)
② 気体採集用ポリ袋が十分にふくらんだら、軍手をつけ、ビニールチューブをクリップでとめ、火を消す
③ 温度が下がると集めた気体がどうなるか観察

15分

結果

実験結果を受けて、「水を熱したときに出てくるあわの正体」についてまとめて発表。※エアポンプで空気を集めて比較してもよい(参考)

まとめ

「あわの正体は水じょう気(水が目に見えないすがたに変わったもの)」

10分

豆知識

  • 沸騰した水の温度を測っても100℃にならない
     沸騰:約100℃で、盛んに泡を出し、水の温度が一定以上に上がらなくなることが大事。
  • (考えられる理由としては)
     ・温度計:
      アルコール温度計は、先のほうだけでなく、温度計全体があたたまると、より正確に測ることができる。丸底フラスコをつかったり、鍋に入る短い温度計を使って、水に浸った状態で測定したりすると、温度が上がりやすい。温度計は個体差があるので、事前に確認しておくとよい。

     ・気圧:
      気圧の違いによって、沸騰の温度は異なる。例えば富士山の山頂 では、約90℃で沸騰する。とても強い台風の時には、多少影響がある程度。

指導計画表

1【水を熱して、湯気の正体について調べまとめる。】
・問題「水を熱したときに出てくる湯気の正体は何だろうか」
・実験
・まとめ「湯気の正体は、小さい水のつぶである」
2
3
本時
【水を熱して、水の中から出てくる泡の正体について調べまとめる。】
・実験(実験方法は前項を参照)
・まとめ「あわの正体は水じょう気である」「水じょう気は水が目に見えないすがたに変わったもの」「水が水じょう気にすがたを変えることをじょう発という」
4【水を熱したときの変化をまとめる。】
・結論「水は、熱し続けると約100℃でふっとうして、温度によって水じょう気になったり、水に戻ったりする」

注意事項

呼気回収用ポリ袋100組 (ナリカ カタログNo:S75-5609、定価5300円)吸う空気と吐き出す空気の違いを調べるときに使用する。逆流防止弁付き。本実験では、水蒸気が水に戻ってしまうのを減らすため、下を外側に折り返しておくとよい。また、実験開始時に空気が入っていないことをよく確認しておく。

【対照実験】エアポンプから出てきたあわとくらべてみよう
実験後も、一部の児童は、沸騰した泡の正体は空気である、と考える。エアポンプの実験と比較して、空気を集めた場合は、時間が経っても袋がしぼまないことを確認するとよい。

実験レポ