夏休み子供の実験・工作 − 第1弾

爆発実験!!
アルコールでロケットを飛ばそう


(対象年齢小学4年生以上)


我々、夢工房でが青少年科学館でやっている科学実験と工作をここで紹介したいと思っています。今回の実験ではアルコール(エタノール)を使ってそれに火をつけて爆発させ、その力で紙コップで作ったロケットを飛ばそうという実験です。

注意!!
この実験は火を使う危険な実験なので、親に付き添ってもらって実験をしてください。また火事になる危険性が非常に高いので絶対に家の中ど狭い室内ではしないでください。外でやるのがいいでしょう。また下の写真みたいに霧吹きでから出でくるアルコールの霧に直接火を着けないでください。最悪の場合は「逆火」を起こし爆発や炎上し大火傷になります。まずは実験を始める前に親にこのページを読んでもらいましょう。

必要な実験材料

・紙コップ
・空き缶アルミ缶350ml、500ml
・アルコール(エタノール)※最低でも80%以上の濃度もの、薄いと爆発しない
・両面テープ
・アイロン用霧吹き ※傷むのでこの実験用に新たに用意。
・チャッカマン(口の長いライター)
・ダンボール
・バケツ ※あれば消火器も

実験の準備

1、空き缶を良く水で濯ぎ、そして下図のように上のふたを切り取り乾燥させます。

2、アイスピック、千枚通し、錐、(あれば5mmのドリル)などを使って穴を開けます。

3、下図のように空き缶の底に両面テープを貼り付けます。

4、左図のように適用な大きさに切ったダンボールの上に先程の空き缶を貼り付けます。

5、紙コップに絵を描いて羽を付けてロケットを作ります。

実験の手順

1、霧吹きの中に0.5〜1cm位までアルコールを入れます。危険防止のため、それ以上多く入れない方が望ましい。

2、下の写真のように霧吹きを立てて、空き缶を横にして350mlなら1〜2ポンプ分、 500mlなら2〜3ポンプ分(それ以上入れても飛距離は伸ないですし、不完全燃焼で中に残ったアルコールに火が着き危険です)中にアルコールの霧を注入してすばやく紙コップ(ロケット)をしっかりかぶせます。ここできちんとアルコールを霧状にしないと成功しません。

3、下の写真のように空き缶に開けた穴に火を近づけるとアルコールが爆発してロケットが飛んでいきます。

4、空き缶をしばらく放置して冷して中の空気を入れ替えてからからまたアルコールを入れてまた飛ばしてください。

350mlと500mlの空き缶でやったときの飛距離を比べてみよう。



エンジンはこれと同じ原理で動いています。ではこの実験と比較してみましょう。エンジンは下の図のように吸入→圧縮→爆発→排気というサイクルを繰り返して回転力を得ています。


@吸入工程

混合気(燃料と混ざり合った空気)をシリンダーの中に入れます。これは空き缶の中にアルコールの霧を入れることと対応しています。

A圧縮工程

吸い込んだ混合気を圧縮します。適度に圧縮することによって爆発(膨張)する力を増やすためです。これは空き缶に紙コップをしっかりとはめることと対応しています。

B爆発工程

圧縮された混合気に点火して爆発させます。この爆発して下にピストンを押し付ける力がエンジンの回転力となります。これは空き缶の穴に点火して爆発させることと対応しています。

C排気工程

爆発してできた燃焼ガス(排ガス)をシリンダーの外に排出します。これは空き缶のなかの空気を換気することと対応しています。


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