まとめ
【定義】
金属球と輪の実験とは、金属を加熱した際の体積変化（熱膨張）を視覚的に確認するための基礎的な実験である。常温で輪を通過する金属球が、加熱によって膨張し通過できなくなる現象を通じて、物質の熱的性質を理解することを目的とする。
まとめ
解説
金属を加熱すると、内部の原子の熱運動が激しくなり、原子間の平均距離が増大する。これがマクロな視点では体積の増加（熱膨張）として現れる。本実験において加熱された金属球が輪を通らなくなるのは、この熱膨張によるものである。金属の種類によって膨張のしやすさ（熱膨張率）は異なり、一般にアルミニウム＞銅＞鉄の順で大きく変化する。この膨張率の差を利用したのが「バイメタル」である。膨張率の異なる2種類の金属板を貼り合わせたバイメタルを加熱すると、より長く伸びようとする膨張率の大きい金属側が、膨張率の小さい金属を包み込むようにして、小さい方の側へ向かって曲がる。電気コタツなどの家電製品では、この曲がりを利用して接点を離し、電流を遮断するサーモスタット（自動温度調節器）として機能している。温度が下がれば金属は収縮して元の形に戻り、再び接点が閉じて通電が開始される仕組みである。
小学生のみなさんへ
金属の玉を火であたためると、目には見えにくいですが、ほんの少しだけ大きくなる性質があります。実験では、はじめは輪っかをスルスル通っていた玉が、あたためた後には大きくなって通らなくなってしまう様子を観察します。これを「熱膨張（ねつぼうちょう）」といいます。逆に、冷やすとまた小さくなって輪っかを通るようになります。このような性質は、私たちの身近なところでも使われています。たとえば、電気コタツの中には2種類の金属をはり合わせた「バイメタル」という部品が入っています。熱くなるとバイメタルが曲がってスイッチが自動で切れるようになっているので、コタツが熱くなりすぎるのを防いでくれるのです。
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