表面張力の実験 | やってみよう！水の自由研究 | 水育わくわくノート

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＃水（みず）のふしぎ

水（みず）がいっぱいに入（はい）ったコップから、ふしぎと水（みず）がこぼれない。これは、水面（すいめん）が引（ひ）っ張（ぱ）り合（あ）う表面張力（ひょうめんちょうりょく）が働（はたら）いているからだよ。表面張力（ひょうめんちょうりょく）を利用（りよう）した実験（じっけん）で、その力（ちから）を学（まな）ぼう。

グラス
ビー玉（だま）
水（みず）

水（みず）の表面張力（ひょうめんちょうりょく）を調（しら）べよう！

表面張力（ひょうめんちょうりょく）の実験（じっけん）

STEP01

グラスいっぱいに水（みず）を入（い）れる。
STEP02

ビー玉（だま）を1個（こ）ずつ静（しず）かにグラスに入（い）れる。
液体（えきたい）の表面（ひょうめん）がグラスのふちより、盛（も）り上（あ）がっているのに・・・
水（みず）がこぼれないよ。

実験（じっけん）がうまく
いかないときはこちら！
STEP03

グラスからこぼれるまでに、ビー玉（だま）が何（なん）個（こ）入（はい）るか調（しら）べてみよう。
家族（かぞく）や友（とも）だちと、ビー玉（だま）をいくつ入（い）れられるか競争（きょうそう）しても楽（たの）しいよ。

ポイント

競争（きょうそう）をするときは、スタート時（じ）のグラスの水（みず）の量（りょう）を同（おな）じにしよう。

水温（すいおん）を変（か）えて試（ため）してみよう。
ちがいはあるかな。

どうして水（みず）がこぼれないのかな？
水（みず）がこぼれないひみつを見（み）てみよう！

水（みず）がこぼれないひみつ

水（みず）は水分子（みずぶんし）という小（ちい）さなつぶが集（あつ）まってできている。分子（ぶんし）同士（どうし）は、おたがいに引（ひ）っ張（ぱ）り合（あ）い、小（ちい）さくまとまろうとしているので、水（みず）の表面（ひょうめん）でも引（ひ）っ張（ぱ）り合（あ）って、できるだけ面積（めんせき）を小（ちい）さくしようとしているんだ。
この働（はたら）きを、表面張力（ひょうめんちょうりょく）というよ。液体（えきたい）には、表面張力（ひょうめんちょうりょく）が働（はたら）くけれど、中（なか）でも水（みず）の表面張力（ひょうめんちょうりょく）は大（おお）きいので、グラスのふちから盛（も）り上（あ）がっても、なかなかこぼれないんだ。

針金（はりがね）アメンボを水（みず）にうかべよう！

用意（ようい）するもの

針金（はりがね）
ストロー
食器用（しょっきよう）洗（せん）ざい

界面活性（かいめんかっせい）ざいをふくむもの
洗面器（せんめんき）

針金（はりがね）をあつかうときは、けがをしないように十分（じゅうぶん）気（き）をつけましょう。
はさみなどを使（つか）うときは、大人（おとな）の人（ひと）といっしょにやりましょう。

実験（じっけん）しよう

STEP01

太（ふと）さ0.2ミリメートルくらいの針金（はりがね）を、アメンボの形（かたち）にする。
図（ず）のように、あしとなる3本（ぼん）と体（からだ）の部分（ぶぶん）になる曲（ま）げた針金（はりがね）を組（く）み合（あ）わせる。
体（からだ）の部分（ぶぶん）の針金（はりがね）をねじって形（かたち）を整（ととの）えよう。
触覚（しょっかく）を作（つく）ると本物（ほんもの）らしくなるよ。

ポイント

足（あし）の先（さき）を、スキー板（いた）の先（さき）のように曲（ま）げると、うかびやすくなるよ。
STEP02

1でつくったアメンボを、水（みず）にそっとうかべる。

ポイント

ピンセットを使（つか）うと、うまくうかべることができるよ。
STEP03

ストローの先（さき）に、食器用（しょっきよう）洗（せん）ざいを少（すこ）しつけて、水面（すいめん）に落（お）とす。
アメンボがストローからにげていくよ。
でも、洗（せん）ざいの量（りょう）を増（ふ）やすと、アメンボはしずんでしまうんだ。
洗（せん）ざいを入（い）れていないときは、水分子（みずぶんし）がしっかりと引（ひ）っ張（ぱ）り合って表面張力（ひょうめんちょうりょく）をつくり、針金（はりがね）アメンボをささえている。そこにストローを入（い）れると、洗（せん）ざいをつけた側（がわ）の表面張力（ひょうめんちょうりょく）が弱（よわ）くなるので、反対（はんたい）側（がわ）に引（ひ）っ張（ぱ）られるように進（すす）む。

石（せっ）けんや洗（せん）ざいには、界面活性（かいめんかっせい）ざいという成分（せいぶん）がふくまれている。界面活性（かいめんかっせい）ざいの分子（ぶんし）は、マッチ棒（ぼう）のような形（かたち）をしていて、水（みず）になじみやすい部分（ぶぶん）（これを親水基（しんすいき）というよ）と、水（みず）になじみにくい部分（ぶぶん）（これを疎水基（そすいき）というよ）でできている。石（せっ）けんや洗（せん）ざいなどが水（みず）に入（はい）ると、親水基（しんすいき）の部分（ぶぶん）が、水面（すいめん）の水分子（みずぶんし）となじんで水面（すいめん）をおおうため、表面張力（ひょうめんちょうりょく）が弱（よわ）くなる。

洗（せん）ざいが多（おお）くなると、表面（ひょうめん）が界面活性（かいめんかっせい）ざいにおおわれて、表面張力（ひょうめんちょうりょく）が弱（よわ）くなるので、針金（はりがね）アメンボはしずんでしまうんだ。

洗（せん）ざいでコショウを広（ひろ）げよう

用意（ようい）するもの

少（すこ）し深（ふか）めの皿（さら）
コショウ
食器用（しょっきよう）洗（せん）ざい

界面活性（かいめんかっせい）ざいをふくむもの

実験（じっけん）しよう

STEP01

少（すこ）し深（ふか）めの皿（さら）に水（みず）を入（い）れる。
STEP02

コショウをふりかけて、水面（すいめん）にうかべる。
STEP03

指（ゆび）を水（みず）につけてみよう。変化（へんか）はあるかな。
STEP04

つぎに、指先（ゆびさき）に洗（せん）ざいを少（すこ）しつけて、水（みず）につけよう。
コショウが、いっしゅんでドーナツのように広（ひろ）がるよ。
洗（せん）ざいを入（い）れていないときは、水分子（みずぶんし）がおたがいに引（ひ）っ張（ぱ）り合（あ）っているので、表面張力（ひょうめんちょうりょく）が働（はたら）いている。でも、指（ゆび）に洗（せん）ざいをつけて水（みず）に入（い）れると、指（ゆび）を中心（ちゅうしん）に、界面活性（かいめんかっせい）ざいの働（はたら）きによって水面（すいめん）の表面張力（ひょうめんちょうりょく）が弱（よわ）くなる。指（ゆび）の周（まわ）りよりも、皿（さら）のふちの近（ちか）くの水（みず）の方（ほう）が表面張力（ひょうめんちょうりょく）が強（つよ）いので、ふちの方（ほう）にコショウが引（ひ）っ張（ぱ）られて、ドーナツのように広（ひろ）がるんだ。

洗（せん）ざいを入（い）れる前（まえ）

指（ゆび）に洗（せん）ざいをつけて入（い）れた後（あと）

水面（すいめん）では、表面張力（ひょうめんちょうりょく）が働（はたら）いていて水（みず）の分子（ぶんし）が小（ちい）さくまとまろうとしているので、ビー玉（だま）を入（い）れて水面（すいめん）が盛（も）り上（あ）がっても、なかなか水（みず）がこぼれない。
ふだんはしずんでしまう針金（はりがね）も、あしの先（さき）を曲（ま）げた針金（はりがね）アメンボの形（かたち）にすると、表面張力（ひょうめんちょうりょく）に支（ささ）えられうかばせることができるんだ。
でも洗（せん）ざいなどを入（い）れて表面張力（ひょうめんちょうりょく）を弱（よわ）くすると、表面張力（ひょうめんちょうりょく）のバランスがくずれて、盛（も）り上（あ）がった水面（すいめん）は水（みず）があふれ、うかんだ針金（はりがね）アメンボはにげるように進（すす）んだあとしずんでしまった。同（おな）じ原理（げんり）でコショウは洗（せん）ざいからにげるように動（うご）いた。