アルコールコップロケットを飛ばそう!(熱力学第一法則)

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空気に仕事をさせてみよう!
スカッとして、気体の性質も学べる実験の紹介です。

ケン博士
サイエンストレーナーの桑子研です。このサイトで科学を一緒に楽しみましょう。 

今回はアルコール消毒液を数滴使って、気体を急激に膨張させて、気体に仕事をさせてみましょう。安全にできて、爆発が楽しい熱力学の実験のはじまりはじまり。こちらの動画を御覧ください。

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科学のレシピ

用意するもの

紙コップ、アルミ缶、缶切り、キリ、消毒用のアルコール、ライター、濡れ雑巾、ばけつ

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実験手順

1 アルミ缶の上部(口をつけて飲む部分)を缶切りであけて取ります。

2 アルミ缶の下部に小さな穴を「きり」であけます。床において、上から力を垂直に加えるようにして開けましょう。丸いくて転がりやすいので、怪我に注意をしてくださいね。

3 消毒用アルコールを缶の中に2ふき入れます。それ以上は入れないでください

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4 紙コップで軽く蓋をして、少し振って下さい。

5 濡れ雑巾とばけつを用意してから、下部の穴に、チャッカマンで火を近づけます。

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結果:

すると、「ぽん!」というアルコールの爆発とともに、中の気体の温度が急上昇し、気体が膨張します。このことによって、紙コップが「ポーン」と高く飛びあがります。

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 2ふき以上アルコールを入れるなど、入れすぎてこの実験を行うと、爆発した後、発射台となる缶の中に残ったアルコールが、炎をあげてもえるので、すぐに触ることの無いように注意をしてください

※ 消毒用アルコールには少量の塩素が入っているものがあるので、実験後の気体をあまり吸い込まないように、念のため気をつけてください

熱力学第一法則や、この実験については、拙著『大人のための高校物理復習帳』に書きました。原理など参考にしてみてください。サーモグラフィーでも撮影してみました。目にはみえないアルコールの燃えている様子や温度上昇の様子も確認できます。

熱エネルギーを与えると、気体が仕事をして、気体の内部エネルギーも上昇することがよくわかりますね。

科学の情報はこちらにも掲載しています。

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