7.熱気球を作ろう

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[目的]暖められた空気は膨張するというシャルルの法則を定性的に確認する。また空気の密度から物体が浮くための条件を考える。
[領域]物理:浮力
化学:気体
[準備]ごみ袋 針金 アルミ箔 綿 アルコール
[操作]
 1)ごみ袋の口に3〜4ヵ所、等分になるように針金をつける。
 2)3本の針金の先にアルミ箔の皿をつけて綿をのせ、アルコールを含ませて点火する。
[留意点・工夫点]
ごみ袋は品質表示を見て選ぶ。熱に強く軽いもの。
高密度ポリエチレン製、厚さ0.015o以下、大きさ45×50〜65×80。
径0.4oの針金やピアノ線、エナメル線を使う。アルミ箔の皿が袋の口から15cm以内にあり、中心になるよう長さを調節する。
袋の口を広げておくために、針金を口全体にセロテープで張ってもよい。
気球が飛んでいったりしないため袋に糸をつけてもよい。
アルミ箔は二重にして皿を作る。口が広いほど火力は強くなる。アルミカップの小でもよい。
窓を閉めた室内で実験する。濡れ雑巾を用意しておく。火災報知器に近づけない。 外でするときは無風か微風の時に限る。
点火する前に袋の中に空気を入れて手で持っておく。できるだけ床に近い位置で点火する。
アルコールはエタノールやメタノールでよい。プロパノールは揮発性が低いので炎が大きくならなくてよい。使用量は5〜10mlでよい。
アルコールを染み込ませるのは綿のほかガーゼやペーパータオルでもよい。0.6g前後の 重さを使う。
袋が熱で縮れる場合は皿の位置や大きさを調節する。
暖められた空気は膨張して密度が小さくなり軽くなる。
黒のごみ袋を張り合わせてテトラパック型のソーラーバルーンを作るのも楽しい。太陽熱で温まって上がる。
[参考文献]「いきいき物理わくわく実験」  愛知・岐阜物理サークル(新生出版)
「たのしくわかる化学実験事典」  左巻健男(東京書籍)
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