びんの中に水が勢いよく吸い込まれる！「吸い上がる水」の不思議実験！！【楽しくあそんで理系力が育つ！魔法のおうち実験教室】

夏休みも残り一週間！

まだ終わっていない子どもたちにとって、頭を悩ませるのが夏休みの自由研究です。

そんな子どもたちと一緒に、親子で楽しめる「おうち実験」にチャレンジしてみませんか？

今回は「温度による体積の変化」の実験を紹介します。

びんが水を吸い込んだかのような
不思議体験

おうちにあるガラスのびんやコップ、そして1本のろうそくを使って、驚きの吸引マジックを体験してみましょう。

それが「吸い上がる水」の実験です。

お皿の上に立てたろうそくに火をつけ、そのまわりに色をつけたお水を注ぎます。

そして、火がついたままのろうそくの上から、ガラスのびんをそっと逆さまにしてかぶせます。

すると、しばらくしてろうそくの火がすっと消え、それと同時に、お皿の上にあった水が、びんの中に勢いよく吸い上がっていくのです。

お皿の水はほとんどびんの中に吸い込まれ、水位がまわりよりもぐんと高くなります。

まるで、びんが水を吸い込んだかのようなこの現象は、目の前で見ると本当に不思議です。

火を使う実験ですので、やけどや火事に十分注意し、必ずおうちの人といっしょに行うようにお約束しましょう。

どうして水が吸い上がったの？
空気の温度と体積変化

どうして、びんの中に水がひとりでに吸い上がっていったのでしょうか。

その理由は、びんの中の「空気の温度による体積（たいせき）の変化」にあります。

火のついたろうそくにびんをかぶせると、びんの中の空気はろうそくの炎によって温められ、膨らんで大きくなります。

しかし、しばらくするとびんの中の酸素が使われ、火が消えてしまいます。

火が消えると、温まっていたびんの中の空気が急激に冷やされます。

空気は冷えると、体積がぎゅっと縮んで小さくなる性質を持っています。

びんの中の空気が縮んで小さくなると、びんの中の空気がまわりを押す力が、外側の空気の力よりもとても弱くなります。

その結果、外側にある空気が、お皿の上の水をびんの中にぐいぐいと押し込み、水がびんのなかに吸い上がっていったのです。

冷蔵庫でペットボトルがへこむ理由と、
目に見えない空気の力

この「空気が冷えると縮む」という現象は、私たちの暮らしの中でもよく見られます。

その代表的な例が、おうちの冷蔵庫で起こる「へこむペットボトル」です。

半分くらい飲みかけのペットボトルを、テーブルの上に置いておいたときはまっすぐな形をしていますが、それを冷蔵庫の中に入れてしばらく冷やしておくと、気がついたときにペットボトルがペコッとへこんでいることがあります。

これも、ペットボトルの中に入っている空気が、冷蔵庫の冷たい温度によって冷やされて、体積が小さく縮んだために起こる現象です。

ペットボトルの中の空気が縮むと、中の圧力が下がります。

すると、ペットボトルの外側にある空気の力（大気圧）がペットボトルを外から強く押しつぶすため、ボトルがへこんでしまうのです。

大気圧という目に見えない空気の力は、私たちが気づかないところで、あらゆるものを常に強い力で押しています。

おうちの冷蔵庫の中をのぞいて、科学の不思議が日常のどんなところに隠れているか、ぜひ探してみてください。