ドライアイスを使って雲を作る｜目的・作り方・まとめ方・仕組み

スーパーでアイスを大量に買ったら「ドライアイスをお使い下さい」とドライアイス用のコインをもらいました。アイスを入れた袋にドライアイスを入れて家に持ち帰りましたが、ドライアイスを使って何かできないかと思い、以前、体験教室でドライアイスを使って雲を作る科学実験を行ったことがあるので、それを思い出しやってみようと思いました。ドライアイスで雲を作る実験のやり方・まとめ方・仕組みなどについてまとめました。

[ad上]

ドライアイスで雲を作る科学実験の基礎データ

難易度	簡単
対象	小学5年生以上
実験期間	1時間
テーマ	実験
費用	250円

小学3年生でも出来る実験内容ですが、雲ができる仕組みなどを調べてまとめることを考えると小学校高学年以上を対象にしたほうがいいと思います。実験が上手く行かないこともありますが、そのときはなぜ上手く行かなかったのか検証してみましょう。

[ad中]

用意するもの

材料	数量
ドライアイス	適量
1.5L炭酸飲料用ペットボトル	1本
カッター	1つ
ハサミ	1つ
ビニールテープ	1個
黒い画用紙	1枚
線香	1本
ライター	1個
お皿	1枚
先が曲がるストロー	1本
トングなど	1個

ドライアイスは、スーパーなどでアイスを購入したときにもらうことができます。またはドライアイスだけを購入することもできます。揃えないといけない材料や道具で足りないものは100均で購入することができます。

ドライアイスで雲を作る科学実験の方法

目的・きっかけ・動機

以前、体験教室でドライアイスを使って雲を作る科学実験をしたことがあります。そのときは、準備されていた材料を使って雲を作った経験があります。今回は、アイスを買ったときにドライアイスをもらったので、自分で装置を作って雲を作ってみたいと思いました。

実験装置の作り方

ペットボトルのキャップの先から約10cmのところに線を引いてカッターやハサミで切り分けます。

黒い画用紙を19cm×16cmに切り、16cmの辺にビニールテープまたは両面テープを貼ります。

黒い画用紙をペットボトルの中に貼り付けます。画用紙の先端とペットボトルの切り口の高さを合わせます。

ペットボトルの切り取ったフタの部分を逆さまにしてペットボトルの中に入れます。

ペットボトルにフタの部分を差し込んだ状態です。お互いの切り口が合うように押し込みます。

ビニールテープでフチをぐるっと塞ぎます。

黒い画用紙やテープの当たらないところで、上から5cm、下から3cmの部分に印を付けます。

下から3cmのところに火を付けた線香を当てて、ストローが通る穴を開けます。ストローを指したら、穴をふさぐためにビニールテープまたは接着剤・ボンドなどで固定します。

上から5cmのところに火を付けた線香を当てて、線香が通る穴を開けます。

ドライアイスで雲を作る

上部の部分にドライアイスを入れます。たくさんあれば8分目くらいまで入れるといいです。

入れるときはトングやスプーンなどで入れるようにします。手で直接触ると低温やけどすることがあります。

フタを下状態で15分～20分くらい待ちます。すると、画像のようにドライアイスを入れた部分から霜が見えます。

上の穴から火を付けた線香を入れて煙を少量入れたら、ストローから息を吹き込みます。

写真だと分かりにくいですね。息をゆっくりと吹き込むと下から上に薄っすらと白いものが出現し、約1分くらい観察することができました。

実験結果

ペットボトルに線香の煙を入れるとペットボトル内に煙が溜まります。下から息を吹き込むと薄っすらとした白いものが下から上に移動します。線香の煙かと思いましたが、しばらくの間、白いもやが滞留してしていたので、煙ではなく雲だったと思います。

雲はペットボトルのフタの周辺に発生していました。画像だと雲が上手く見えませんが肉眼ではハッキリと見ることができました。

感想・考察

ペットボトルの中で雲を再現することができました。線香を抜いてからも白い雲が漂っていました。線香の煙は数秒で消えてしまいましたが、白いもやは1分近く浮遊していました。あまり、勢い良く吹き込むと消えてしまうので、ゆっくりと吹いたほうが上手くいきます。

ペットボトルの中が冷えていないと雲が発生しませんので、しっかりと冷やすようにします。

雲ができる仕組み

雲は水蒸気や水滴・氷の粒の集まりです。粒の大きさは１ミリの１００分の１くらいです。そのため、粒は目に見えませんがたくさん集まることで雲として見えるようになります。コップの周りに水が付くことがありますが、これが雲になる仕組みと一緒です。

川や海、地面に含まれている水が、太陽の光で温められて水が蒸発し水蒸気となって、空気中に上昇します。そのとき、空気中にある小さなちりに水蒸気がくっついて水や氷の粒ができます。この小さな水や氷の粒が集まったものが雲です。

ドライアイスを使った雲を作る方法は、実際の雲ができる仕組みを再現したものです。ドライアイスは二酸化炭素で出来ていてー78℃以下という低温です。ドライアイスから出る冷たい二酸化炭素が空気に含まれる水蒸気に触れると、目に見えない水滴となり、線香の煙に水滴が集まって目に見えるようになります。これがペットボトルの中でできる白いもやっとした雲です。

[ad下]