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連続して気泡を出す

まずは見てみよう!

どんな実験?

実験手順と種あかし

  • 気泡が連続して発生するおもちゃを作ってみましょう。
  • ペットボトルのキャップに穴をあけて、ストローを通して接着します(穴あけは少したいへんですが、今回の実験ではピンバイスで小さな穴をあけてから、細い丸やすりで削りました。接着剤はA剤とB剤を混ぜると硬化するものを使いました)。
  • ペットボトルの側面の下の方に小さな穴をあけます(今回は、ピンバイスで直径2mmの穴をあけました)。
  • でき上がったら、セロテープで穴をふさいで水を入れてキャップを閉めます。セロテープをはがすと流出が始まります。ストローから気泡が連続して発生します。
  • このおもちゃは、水が減って水位が下がっても流量は変化しません。一定の速さで水が流出して、気泡も一定の割合で発生します。
  • ペットボトルに穴をあけて流出させるだけですと、水位によって流量が変わってしまいます(「水の高さとエネルギー」)。このおもちゃでは、なぜ水位が下がっても流量は変化しないのでしょうか。
  • 水が流出する速さは、ストローの出口の高さとペットボトルの穴の高さの差で決まります。ストローの出口では外の空気とつながっていますので大気圧になっています。ペットボトルの穴から流出する水の圧力も大気圧ですので、両者の高さの差による水圧分によって水の流出速さが決まります。そのためペットボトル内の水位に関係なく、水位が下がっても流量は変わりません。
  • ストローの出口の高さを調節したり、ストローの太さや穴の直径を変えたりすると流量を変えることができます。それによって気泡の出る量や気泡の大きさを変えることができるので試してみてください。
  • なお、この動画でストローの先を曲げているのは、流量を調節するのと、気泡の出るのを見やすくするためです。
  • この実験動画はJSPS科研費 18K03956の助成を受けて制作しました。
【キーワード】 水深と圧力、水の高さとエネルギー
【関連項目】 水の高さとエネルギー水の流出を利用したタイマー

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更新日:2020.10.1