一般小学生
まとめ
【定義】
圧力がかかることによって、細い管などを通じて水が勢いよく外へ飛び出す現象。理科の学習においては、物質の状態変化(液体から気体への変化)に伴う急激な体積変化と、それによって生じる圧力を理解するための実験として扱われる。
まとめ
加熱によって水が「蒸発」して「水蒸気」になると、体積が劇的に増加する。この体積変化が「水面を押す力」を生み出し、空気の熱膨張よりもはるかに強い圧力となって水を管から噴き出させる。
解説
丸底フラスコに少量の水を入れて熱湯に浸すと、ガラス管から水が勢いよく噴き出す現象が観察できる。この主な原因は、フラスコ内の空気が温められて膨張したことではなく、水が加熱されて「水蒸気」に変化したことにある。液体から気体への状態変化が起こると、体積は1700倍近くまで激増し、これが内部圧力を急上昇させる。このメカニズムを証明するために、水面に油の層を設けて水蒸気の発生を抑制したフラスコとの対照実験を行うと、油がある方は水が噴き出さない。この結果から、空気の膨張よりも水蒸気の発生による体積変化の方が、ふん水現象を引き起こす主因であることがわかる。自然界で見られる間欠泉も、地下深部で熱せられた水が水蒸気になる際の急激な膨張が原因となっている。
小学生のみなさんへ
丸底フラスコに少量の水を入れてお湯であたためると、中の水が「水じょうき」に変身します。水が水じょうきになると、体積(かさ)がとても大きくなり、フラスコの中の水を強くおし出そうとする力が生まれます。この力が、空気が温まってふくらむ力よりもずっと強いため、細い管から水がピュッ!と高くとび出して「ふん水」になるのです。このように、水がすがたを変えるときに生まれる大きな力について、実験を通して学ぶことができます。
記事の内容に誤りがありますか?
⚠️ 修正を提案する