ポリエチレンのふくろ

• 物質の状態変化（固体・液体・気体）に伴う体積の変化を視覚的に確認するための実験器具。
• 軽くて熱に強い性質を持ち、発生した気体を捕集して膨らみ具合を観察する際に用いられる。
• 水が水蒸気に変わる際の劇的な体積増加や、冷却による体積変化の学習に不可欠な道具である。

解説

物質は温度の変化によって、固体・液体・気体へとその姿を変える「状態変化」を起こす。この際、物質を構成する粒子の運動状態が変わるため、体積も大きく変化する。例えば、試験管に入れた少量の水を加熱して沸騰させると、発生した水蒸気によって口に取り付けたポリエチレンの袋が大きく膨らむ。これは、水が液体から気体に変化する際、体積が約1700倍に膨張するためである。

また、冷却による変化も重要である。氷と食塩を3対1の割合で混ぜた「寒剤」を使用すると、マイナス20度程度の低温を作り出すことができる。これを利用して試験管内の水を凍らせると、液体から固体（氷）になる際に体積が増加し、水位が上がる様子が観察できる。このように、ポリエチレンの袋は目に見えにくい気体の体積変化を捉えるための有効な手段となる。