ドライアイスを使った実験に興味はありませんか？
この記事では、ドライアイスを使った楽しい実験や遊び方を紹介します。
ドライアイスの特性と使用シーン
ドライアイスは白く、手に触れると冷たいです。
さまざまな遊びや実験に使えますが、どのような特性があり、どんな時に活用されるのでしょうか。
ドライアイスの活用例
ドライアイスは、ケーキやアイスクリームを買うときにしばしば付いてくることがあります。
小さいながらも食品をしっかり冷やすことができ、電源のない場所でもその冷却能力を発揮します。
さらに、テレビ番組や舞台で見る煙の効果にも使われることがあります。
舞台で見る白い煙は、ドライアイスが気化して周囲の湿気と反応して生じるもので、幻想的な雰囲気を演出します。
また、ドライアイスが解けるときには、固体から気体の二酸化炭素に変わるため、柿の渋抜きや機械の洗浄などにも利用されます。
ドライアイスの昇華
ドライアイスは二酸化炭素が固体化したものです。
氷のように見えますが、溶けるときに周囲を濡らさないのはなぜでしょう。
学校の理科の授業で習ったように、物質は温度や気圧の変化によって固体、液体、気体と変わります。
ドライアイスの場合、通常の気温では固体から直接気体の二酸化炭素に変わります。
これを昇華といいます。
そのため、ドライアイスは溶けても水が出ないのです。
常に昇華を続ける特性があります。
気体に変わると体積は大きくなる
ドライアイスは固体の状態ですが、気化するとその体積が750倍にまで増加します。
このため、見た目は小さな塊でも、密封した容器に入れておくと、二酸化炭素が気体として増え続け、最終的にはわずかな衝撃で容器が破裂することがあります。
二酸化炭素の増加は目に見えないため、ドライアイスの特性をよく理解して、安全に使用することが重要です。
ドライアイスを使った楽しい遊び方
ドライアイスの安全な扱い方を覚えたら、ドライアイスを使って普段とは違う体験をしてみませんか？
ドライアイスならではの面白い遊びをいくつか紹介します。
ふわふわスモークを作ってみよう
- 洗面器やバケツ
- 水またはお湯
- ドライアイス
ドライアイスを水に入れると、気化して周囲の湿気と反応し、白い煙のように見えるスモークが発生します。
水の量が多ければ多いほど、より多くのスモークが発生し、お湯を使うとさらに多くの煙が出ます。
スモークの中を歩いたり、うちわで扇いで流れを作ったりして、不思議な空間を楽しむことができます。
屋外や換気の良い室内で試してみてください。
長持ちシャボン玉遊び
- ドライアイス
- 薄めた液体洗剤
- ストロー
- 深めの箱やボウル
箱やボウルに砕いたドライアイスを敷き詰め、液体洗剤で作ったシャボン液を使って、シャボン玉を吹いてみましょう。
普通のシャボン玉はすぐに割れてしまいますが、ドライアイスの上でシャボン玉を吹くと、床に落ちずに浮いて見え、なかなか割れません。
これは、ドライアイスが気化して二酸化炭素を放出し続けるためです。
自動で膨らむ風船の実験
- ドライアイス
- ハンマー
- 風船
ハンマーでドライアイスを細かく砕き、その粉を風船の中に入れて、風船の口をしっかり縛ります。
風船を振ると、中のドライアイスが気化し、体積が増えるために風船が膨らみます。
風船がどんどん大きくなる様子は、まるで魔法のようですが、ドライアイスの量と風船の耐久性には注意が必要です。
ドライアイスを使ったホームメイドエアーホッケー
- ドライアイス
- 広い机や平らな台
- プラスチックのカップ
ドライアイスは絶えず気化しているため、ほとんど摩擦がありません。
この特性を利用して、ドライアイスの小さなブロックを平らなテーブル上で滑らせると、エアーホッケーのようにスムーズに動かすことができます。
5センチ四方のドライアイスを滑らせて、プラスチックカップでゴールを狙いましょう。
これで自宅のテーブルがエアホッケー台に変身します。
ドライアイスを使った面白い科学実験
ドライアイスは遊びだけでなく、化学の視点からも興味深い実験ができます。
ドライアイスが昇華して二酸化炭素に変わるプロセスを通じて、
どのような現象が起きるのかを探求することができます。
これらの実験は夏休みの自由研究にも最適です。
金属スプーンで不思議な音を奏でる
- 金属製のスプーン
- ボウル
- ドライアイス
- 新聞紙
新聞紙の上にドライアイスを置き、金属製のスプーンで軽く触れてみてください。
接触すると、ベルやゴングのような不思議な音がします。
この音は、ドライアイスが気化しスピードが速まることで、金属が振動することによって生じます。
触れずにろうそくの炎を消す
- ドライアイス
- ろうそく
- マッチ
- コップ
コップにドライアイスを入れてください。
徐々に小さくなりながら気化した二酸化炭素がコップの底に溜まります。
点火したろうそくの上でコップを傾けると、重い二酸化炭素が下へ流れてろうそくの炎を覆い、火を消します。
手作り空気砲で遊ぶ
- 使い終わった牛乳パック
- 厚紙の箱
- 水槽や深いボウル
- 40度のお湯
- ドライアイス
- ガムテープ
- カッター
牛乳パックの上部をカットして箱形にし、底にカッターで丸い穴を開けます。
お湯を入れた水槽やボウルにドライアイスを加えると白い煙が発生します。
この煙を箱に溜め、箱の側面を軽く押すと、丸い穴から煙が飛び出してきます。
押す強さや速度を変えることで煙の形をコントロールし、リング状の煙を出す楽しみもあります。
ドライアイスの安全な使い方
ドライアイスはその特有の性質を活かして、様々な実験や遊びに使うことができます。
しかし、安全に扱うためにはその性質を正しく理解し、適切な対策を講じることが大切です。
以下で、ドライアイスの安全な取り扱い方法についていくつかのポイントを紹介します。
素手で触れないこと
ドライアイスは非常に低い温度（マイナス78.5度）で存在しているため、直接手で触れると低温やけどや凍傷を引き起こすことがあります。
また、手袋をしていても、長時間の接触は避け、新聞紙などで包むなどして直接肌に触れないように注意しましょう。
容器を密閉しない
ドライアイスは常温で二酸化炭素の気体に変わり続けるため、密閉した容器内では圧力が急激に上がります。
ドライアイスを入れる際には、ペットボトルやガラス瓶を避け、蓋が開けやすい発泡スチロールなどの容器を使用すると安全です。
換気を確保する
二酸化炭素は空気よりも重いため、使用中に室内に溜まりやすいです。
ドライアイスを使う際は、屋外か換気の良い場所での使用を心掛け、室内では窓を開けて十分な換気を行いましょう。
見た目が氷のようなドライアイスは食べることができません。
非常に低温なため、口に入れると口内の粘膜を傷つける恐れがあります。
まとめ
ドライアイスを正しく安全に扱うことで、日常では体験できない面白い化学現象を楽しむことができます。
安全対策をしっかりと行い、ドライアイスの魅力を存分に発見しましょう。
