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水や光、熱など、身近な現象の理由を短く紹介します。実験や製品の使用手順ではなく、当てはまる条件と仕組みを読むための話です。 カード内で話し方の例と質問を開いて読めます。
普通の水は凍ると分子がすき間のある構造に並び、液体の水より密度が小さくなります。そのため、氷は水に浮きます。
通常の圧力付近にある普通の水と氷の比較です。重水や高圧下の特殊な氷まで同じ性質とは限りません。
同じ水なのに氷が浮くのは、凍ると同じ重さでも体積が増えるためです。分子が並んだ構造には、液体のときよりすき間があります。軽そうに見えるかより、同じ体積で比べた密度がポイントなんですね。
氷がもし水に沈んだら、飲み物の見た目はどう変わると思う？
この質問は当サイトの提案です。水は沸騰する温度より低くても、表面から水蒸気になります。洗濯物などが乾くときにも、この蒸発が関わっています。
液体の水の表面から起こる蒸発についての説明です。速さは温度・湿度・風などの条件によって変わります。
水が気体になるのは、やかんで沸かしたときだけではありません。常温でも表面から水蒸気になって空気へ移ります。だから火にかけていない水も減ることがあります。沸騰と蒸発を分けて考えると、乾く仕組みが身近になりますね。
室内と屋外で乾き方が違うと感じるのは、どんな日？
この質問は当サイトの提案です。冷たいコップの外側の水滴は、周囲の空気の水蒸気が冷やされて水に戻る結露でできます。中の水がガラスを通り抜けたものではありません。
漏れのない冷たいコップにできる結露の説明です。結露の起こりやすさは表面温度と周囲の空気の状態によります。
冷たい飲み物のコップが汗をかいたように濡れるのは、外の空気にあった水分が集まるためです。空気が冷たい表面で冷やされ、水蒸気が液体に戻ります。飲み物が漏れているわけではなく、蒸発の逆向きの変化なんですね。
コップ以外では、どこで結露を見かける？
この質問は当サイトの提案です。水と空気の境目で光が曲がる屈折によって、水中のストローの位置がずれて見えます。ストロー自体が折れたわけではありません。
水と空気の境目を斜めに通る光で起きる見え方の説明です。見る向きや容器の形によって見え方は異なります。
透明なコップにストローを入れると、水面でずれて見えることがあります。水中の部分から届く光が、水と空気の境目で進む向きを変えるためです。物の形が変わらなくても、光の通り道で見え方は変わるんですね。
水を通すと違って見えるものを、ほかにも見つけたことはある？
この質問は当サイトの提案です。一つで浮いているシャボン玉は、膜の表面張力によって、同じ体積の空気を包む表面積が小さい球形に近づきます。
ほかの泡や物に接していない一つのシャボン玉の基本的な説明です。風や重力、膜の状態などで実際の形は変わります。
シャボン玉の膜には、表面を小さくしようとする働きがあります。同じ量の空気を包むなら、球が最も表面積の小さい形です。だから丸くなりますが、ほかの泡とくっついたり風を受けたりすると、形は変わります。
四角い枠から吹いたら、どんな形のシャボン玉になると予想する？
この質問は当サイトの提案です。魔法びんは内側と外側の間を真空に近づけ、伝導や対流による熱の移動を抑えます。熱を反射する工夫も組み合わせます。
サーモスが紹介するステンレス製魔法びんの構造をもとにした説明です。温度を永久に保つものではなく、性能や扱いは製品で異なります。
魔法びんが温度を保つのは、中で熱を作り続けているからではありません。二重の壁の間を真空に近づけ、熱が移動しにくくしています。サーモスの解説では、金属箔で放射による熱の移動も抑える仕組みが紹介されています。
温かい物と冷たい物の両方に使えるのは、どうしてだと思う？
この質問は当サイトの提案です。古い窓ガラスの厚みのむらは、製造方法によるものです。室温でガラスが流れ、下にたまった証拠ではありません。
室温にある古い窓ガラスの説明です。高温で軟らかくなるガラスの加工とは条件が異なります。
古いステンドグラスの厚みが違うと、長い間に下へ流れたのかと思うかもしれません。コーニングガラス美術館は、厚みの差は当時の板ガラスの作り方によると説明しています。室温の窓ガラスを、ゆっくり流れる液体のようには扱えないんですね。
古い道具や建物で、作り方の跡が残っていると感じたものはある？
この質問は当サイトの提案です。電子レンジはマイクロ波を使い、食品中の水分子に働きかけて熱を生じさせます。その熱が広がることで食品が温まります。
レンジ機能による加熱の基本説明です。容器・食品・使い方は製品の取扱説明書に従い、加熱時間や安全性をこの説明だけで判断しないでください。
電子レンジのレンジ機能は、マイクロ波が食品に作用して温める仕組みです。パナソニックの解説では、食品中の水分子が反応する様子を紹介しています。どこでも均一に温まるとは限らず、食品や機種によって違いがあります。
レンジとオーブンを、どんな料理で使い分けている？
この質問は当サイトの提案です。