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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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。

授業で使えるシーンとしては、エンジンのところだけではなく、中学２年生で燃焼と爆発の違いについて考えるときにも使えますね。

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

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。

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。

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。

※ アルコールは少なすぎると爆発がおきません。また逆に２回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、炎をあげてもえることがあります。すぐに触ることの無いように注意をしてください。また子供だけでやることが無いように注意が必要です。

※　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、また換気を行ってください。

※ 　消毒用アルコールをつかわないで、エタノール２mLでも可能です。

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。