雨の季節を迎え、子ども達は公園にも行けず、お家時間をどう過ごそうか悩むご家庭も多いと思います。
そんな時は、自宅で簡単にできるお天気実験に挑戦してみてはいかがでしょうか。
実際に手を動かすことで、原理を体感しながら学ぶことができますよ。
今回は、ガリレオ温度計の作り方を紹介します。
温度によって「浮き」が浮いたり沈んだりすることで今の気温が分かる温度計です。
液体の密度の原理を発見した「ガリレオ・ガリレイ」にちなんで名付けられ、
見た目が可愛く、インテリアとしても人気です。
⚫︎材料
・大きめの瓶（縦１８cm程 １００均で購入）
・小瓶３つ（縦４cm程 蓋がしっかり閉まるもの ネットショップで購入）
・ビーズ（調整しやすいように小さいサイズがあると便利）
・温度計
・お湯
・氷
水に濡れた手を拭くタオルも準備しておきましょう。
⚫︎手順
①小瓶にビーズを入れて「１０℃」「２０℃」「３０℃」のラベルを張る。
※後から張ると重さが変わってしまうので先に貼りましょう
② バケツに水を入れ、お湯を足すなどして「３０℃」に調整する
③ 「３０℃」の小瓶を入れて、ギリギリ浮くくらいにビーズの数を調整する
※沈めて手を離した時に、ゆっくり時間をかけて浮いてくる状態を目指します
浮いたらビーズを少し足す、沈んだらビーズを少し減らす作業を繰り返します。
根気のいる作業です！細かいビーズを出し入れするのにピンセットがあると便利。
瓶の中に水が入らないように注意しましょう。
途中で水の温度が変わってしまったらお湯を足したりして調整を
④ 氷で調整するなどして「２０℃」「１０℃」の水も作り、同じ作業を繰り返す
※氷を入れたらよく混ぜて溶かし、水の温度が均一になるように注意しましょう
⑤ ３つの浮きが完成したら、大きな瓶に水を入れ、浮きを入れ完成！！
⚫︎いざ実験！
水温２５℃くらいの時、３つの浮きを入れると「２０℃」と「１０℃」は沈んで、「３０℃」の浮きが浮かびました！
水温は沈んでいる浮きの数字と浮いている数字の間になります。
つまり、この水の温度が２０℃〜３０℃の間であることを示していて、おおまかに測れたことが分かります。
⚫︎ガリレオ温度計の仕組み
なぜ浮きが浮いたり沈んだりするのでしょうか。
それは温度によって、水の重さが変化するからです。
厳密にいうと、水は温めると膨張するため、同じ体積で比べた時の質量、つまり「密度」が低くなり、軽くなります。
一方で、ビーズを入れた小瓶の中の密度は変わりません。
そのため、温度が高くなると、水の密度が低く（＝軽く）なることで、小瓶の方がまわりより重くなり、沈みます。
反対に、温度が低くなれば、水の密度が高く（＝重く）なり、小瓶の方が軽くなるため浮くのです。
水は、温度による密度の変化がとても小さいので、ビーズの調整がとても難しいです。
（今回も５℃ごとの浮きづくりに挑戦しましたが失敗し断念・・・）
ただ、手間がかかる分、できあがった時の喜びは大きいです！
一緒に制作した４歳の娘はまだ仕組みを理解することはできませんが、
「浮くかな、沈むかな〜」と何度も試してみたり、完成した温度計にシールを貼って可愛く装飾したりすることを楽しんでいました。
お気に入りのビーズや瓶を選んで、自分だけのオリジナル温度計づくりに挑戦してみてはいかがでしょうか。
