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小学生の自由研究は氷と塩でシャーベットをつくる!なぜできるの?

      2017/08/27

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全国高等学校野球選手権大会、いわゆる夏の甲子園が始まりました。

えっ、ということは、もう8月…。

でも、ウチの子は今、普通に「コロコロ」読んでます(笑)。

この時期では、まとまった日数がかかる観察モノはちょっとムリですので、わずか数時間でできる理科の実験を自由研究にしちゃいます。

どこのご家庭にもある、「氷」、「塩」、「ジュース」を使ってシャーベットをつくります!

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小学生の自由研究は氷と塩でシャーベットをつくる!

用意するもの

  • お好みの果汁100%ジュース(100ml程度)
  • 氷 200g程度(製氷皿2杯分)
  • 塩 90g(大さじ6杯)
  • ボウル
  • サランラップ
  • ポリぶくろ(口にジッパーがついているものがいいです。ない場合は輪ゴムなど口をしっかり縛れるモノも用意してください)
  • 温度計(料理用)
  • タオル(やや大きめのモノ2枚)
  • 軍手(またはゴム手袋)
  • レジ袋2枚
  • ハンマー

やり方

※作業は必ず軍手(又はゴム手袋)をはめて行ってください。

  1. ポリ袋にジュースを100ml入れてジッパーをします。ジッパーがない場合は袋口を輪ゴムでしっかり縛ります。漏れそうな感じがする場合はもうひとつポリ袋を重ねて2重にします。
  2. 製氷皿1皿分の氷をレジ袋に入れて、タオルの上に乗せてからハンマーで叩いてクラッシュ状にして、その中に大さじ3杯の塩を入れ、良く振って混ぜます。
  3. もうひとつ同じもの(クラッシュ状の氷)を今の要領でつくります。
  4. クラッシュ状にするために使用したタオルをボウルの下に敷き、クラッシュ状にして塩を混ぜたひとつ目の袋の氷をボウルに入れます。
  5. その上にジュースの入ったポリ袋を置きます。
  6. さらにその上に、クラッシュ状にして塩を混ぜたふたつめの袋の氷を乗せます。
  7. ボウルをラップでくるんで密閉します。
  8. その上に2枚目のタオルをかぶせ、15分から20分程度待ちます。
  9. ボウルをあけてポリ袋をとり出します。

シャーベットが出来上がっているはずです。

氷と塩でシャーベット なぜできるの?

固体の氷から液体の水になるときは、周囲からエネルギーを奪っています。

つまり、周囲の温度が下がるのです。

このときの熱量を「融解」熱と言います。

氷に塩をかけると、融け始めて出ていた水に塩が溶けます。

このとき、やはりエネルギーを必要としますので、周囲から熱エネルギーを奪いますから、周囲の温度が下がります。

逆に熱を放出する物質がありますが、溶質が溶媒に溶けるときの熱の出入りを「溶解熱」と言います。

また、塩水を凍らせるには、水分子から塩素やナトリウムのイオンを離さなければならないので、そのためのエネルギーを外部から必要とするため、水が凍る0度では凍らないということです。

つまり、氷に塩をかけると、氷が水になるときに周囲から奪う「融解熱」と、塩が水に溶けるときに周囲から奪う「溶解熱」の相乗効果で温度が下がり、温度が下がっても塩水のために周囲の水が再び凍ることがないので反応が止まることがなく温度が下がるのです。

だから、ジュースが急速に0度以下に冷やされ、10分程度でシャーベット状になるのです。


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自由研究のまとめ方は?

今回の自由研究は、次の点に注意してレポートをまとめてみてください。

  • 塩を入れる前の氷の温度を記録して、氷に塩をまぜたら温度がどのように変化するか調べます。
  • 塩を混ぜた氷の温度を1分ごと温度計ではかって温度の変化をグラフにまとめます。
  • いろいろな種類のジュースを使ったり、牛乳など他の種類の飲み物でやるとどうなるか比較すると研究っぽくなります。
  • 余裕があれば、時間や潮の量などを変えて実験してみるとどうなるか比較するとさらに良くなります。
  • 実験前に仮説を立て、なぜそう思ったのか、結果と比較してどうだったのかなども記録しておきましょう。
  • 実験終了後の感想を最後に書きましょう。
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※ 小学生の自由研究については、以下の記事でもご紹介しています。

  1. 小学校の自由研究は月の観察で!準備とまとめ方について
  2. 自由研究はカブトムシの観察で!準備からまとめ方まで
  3. 小学生の自由研究はサッカーをテーマに!体力アップと学習ができます
  4. 小学生の自由研究は野球もイイ!歴史や用具の研究や博物館のイベントも
  5. 小学生の自由研究は氷と塩でシャーベットをつくる!なぜできるの? ← 今読まれている記事はココです。
  6. 小学生の自由研究は氷と塩でアイスクリームをつくる!なぜ?まとめ方は?
  7. 小学生の自由研究は理科の実験がイイ!簡単に透明な氷をつくる!
  8. 小学生の自由研究はカブトムシの観察で!カブトムシは色がわかるの?
  9. 小学生の自由研究は理科の実験~コップを逆さにしても水がこぼれない!
  10. 小学生の自由研究は昆虫観察で!大昆虫展へ行ってまとめよう!
  11. 小学生の夏休みの宿題の読書感想文 準備と書き方は?テンプレートも!
  12. 小学生の自由研究は理科の実験~簡単に甘くておいしいラッシーを作る!

参考にしてくださいね。

なお、中学生向けの自由研究については、

中学生の自由研究についての記事一覧まとめ

でご紹介しています。

まとめ

夏休みも8月に入ると、あっという間に2学期です。

でも、これから受験などの荒波を渡ることを思うと、親としては今のウチに好きなように遊ばせてあげたいですよね。

ですので、自由研究は、できる限り簡単に、かつ実験の雰囲気があるものを選ぶとお子さんの記憶にも残ると思いますよ。

頑張ってくださいね。


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