【自由研究】氷が早く溶けるのは水中か空気中か ちょっとした実験が子どもの好奇心を養う

たとえば、カフェなどで、茶色と白の二層になったカフェ・オレを見かけることがあります。茶色はコーヒー、白は牛乳です。また、オレンジ色と茶色に層が分かれた飲み物もあります。これは、オレンジジュースとアイスティーを組み合わせたアイスオレンジティー。

ストローで混ぜるとすぐに混ざってしまうのに、どうして二層に分かれているのでしょう？

その秘密は、2つの液体の「密度」にあります。密度とは、物質の1立方センチメートルあたりの重さのこと。ここで、想像してみてください。同じ大きさの鉄でできた球とコルク栓を水に入れると、どうなるでしょうか？ 鉄は水に沈むけれど、コルクは浮きますね。コルクより鉄のほうが密度が大きいため、このような違いが生じるのです。

二層ドリンクを作ってみよう！

液体にも密度の違いがあります。密度の大きい液体の上に、密度の小さい液体をそっと注ぐと、二層に分かれます。とても簡単にできるので、オレンジジュースとアイスティーを使って、二層ドリンクを自分で作ってみましょう。

オレンジジュースを入れたコップに、氷を伝わらせながらアイスティーをそっと注ぐ

二層のドリンクができた

アイスティーはオレンジジュースよりも密度が小さいので、上のほうにたまっていきます。注ぐときのポイントは、氷を伝わらせながら少しずつ静かに注ぎ入れること。氷を伝わらせずに注いでしまうと、注いだときの勢いで混ざってしまうので、注意してください。

二層ドリンクができたら、今度は順番を逆にして、先にアイスティーをコップに入れてからオレンジジュースを注ぐとどうなるかを試してみましょう。密度の小さいアイスティーを先にコップに入れてから密度の大きいオレンジジュースを注ぐと、オレンジジュースが下に沈んでいって混ざってしまい、きれいな二層にはなりません。

自由研究として実験する場合は？

自由研究として実験する場合は、飲み物を100mLずつコップにとり、はかりにのせて重さを比べてみるといいですね。密度の違いが数値でわかります。密度の差が大きいほど、きれいな二層になります。

この実験は、オレンジジュースに砂糖を加えて密度の差を大きくするとどうなるか、ほかの飲み物に替えたらどうなるかなど、いろいろと工夫できると思います。

もう1つ、家庭で簡単にできる実験を紹介しましょう。

冷凍食品には、「早く解凍したい場合は流水につけましょう」と書いてあるものがありますね。なぜ流水につけると早くとけるのでしょう？

「とける」というのは、熱が氷に伝わることで起きる現象です。結論から言ってしまうと、空気よりも水のほうが熱を伝えやすいため、水につけたほうが早くとけるのです。