サイエンスフェア

今日は学校で『サイエンスフェア』と言う面白いイベントがあり、息子も参加してきました。
幼稚園生から６年生まで、自由参加。１０４名、７８個のサイエンスプロジェクトお披露目会。

時間は夕飯の後からで、近所の人や親も自由参加です。息子のクラスの子も５人参加していたかな。どの材質で作ったボートが一番沢山浮いていられるか。とか、空気の力を使って動く乗り物を作ったり、リサイクル紙を作ってみたり、ロボットについて書いてあったり。大きい子達は、宇宙、海、生物、火山、光、レゴ、などなど本当に様々なテーマでみんな作っていました。　

我が家の息子はこちら

ボード作りは主に私がやったけど、『Fire for Steam Engine』ということで、蒸気機関車のエンジンを作ったんです。講師はグランダ。　４歳の息子に説明するのは本当に大変だったと思います。どうしたらわかりやすいかなと色々考えてくれて、まずは『火』についての説明から。


火はどんな風になっているか、温度に差はあるのか。そんな実験からスタート。
竹串を火の根元、真ん中、上、炎に触れていないさらに上にかざし、火がどれくらいの早さでつくかどうかの実験。
これにより、どの部分が熱いかがわかりました。

さらに、温度が低い下の方では火はなかなかつかなかったんだけど、炎から離すと、ロウが竹串についているんですね。このことにより、ロウに火がついているのではなく、固体のロウが気体のガスに変化し、そこに火が付いているということがわかりました。


次の実験では、水槽の中にロウソクを灯し、パイに使うアルミ皿に銅パイプを２本通し、ロウソクから出た煙がどこに行くかを観察。煙はパイプをつたって煙突のように上り、外に出てきました。

ここで１つサプライズ！

逆に、ロウソクが灯されていない方のパイプに上からロウソクを近づけてみると、その煙は中に入って行ったんです！！
この事により、温かい空気が外に出た分、もう１つのパイプから外の空気が中に入って来ている事がわかりました。

この水槽の中には空気が常に入って来るので、火が消えません。

そして次の実験では

お水を入れた鍋の中にロウソクを立て、上から瓶をかぶせます。この時、瓶の口を水面に合わせる事がポイント。
そうするとどうなるでしょう。


お兄ちゃんの予想通り、火は消えてしまいました。そして、ここでビックリ！瓶をの下の方をよーく見ると、瓶の1/5程に、鍋の中にあった水が入って来ています。

このことにより、空気中に約２０％程含まれていた『酸素』が火を燃やす事により使われ無くなってしまいました！
なのでその無くなったスペースに水が入って来たのです。こりゃびっくり～。って、中学生くらいでやったかな？

これらの実験により、火が燃えるには、燃料と酸素、そして高温が必要であることがわかりました。

そして、蒸気機関車の模型を使って、その仕組みの説明

燃料である石炭を燃やすには外からの空気も必需品。そして、ガンガン燃やす事でその熱と煙がパイプを通って上に抜けて行きます。熱々のパイプの周りには水が沢山あって、その水が熱々パイプによって大量の水蒸気を作り出します。
その水蒸気は上にいき、スチームドームという所に溜まって行きます。たまって、たまって、圧力が高まり、大きなエネルギーが生じた所で、エンジンにつながるパイプに送り出されます。その蒸気の勢いでエンジンが回転し、車輪を前後に動かすんだって～。私も勉強になった！


そして、今回は、キッチンや物置などにありそうな廃材を使って、スチームエンジン作り。作成はダディの出番。


こんな感じに出来上がりました。上に付いている空き缶の蓋で作った風車のような物がエンジン。
水蒸気の力によりこれが回ったら成功。

結果。

キャンドルだけでは、水が沸騰せず。。。。バーナーを使用。


エンジンもより蒸気を近くで浴びられるよう、中にセット。そしたら少ーし、回ってくれました。

でも、もっとクルクル回したい！そこで、卓上コンロを使って、鍋に湯をわかし

その上で様子を見てみると、やっぱりゆ～っくりしか回らない。　ウムム～。原理としては成功なんだけど、物を動かす程のパワーは残念ながら生み出せず。

蒸気機関車にあるスチームドームのように、この蒸気エネルギーをためられる仕組みを作れれば、もっとパワフルなエンジンが作れるのかな。

ちなみに、この蓋エンジン、空気清浄機の吹き出し口の上に持って行くと高速回転するので、形に問題はないようです。

というわけで、実験としては、ほぼ成功だけど、ちょっと期待以下の結果。でもスチームエンジンの原理についてはよく勉強できたプロジェクトとなりました。

小学生も中学年くらいになると、友達同士や自分達で調べて全部やっているようです。サイエンスフェア、すごく良い機会だなと思いました。テーマも自由で、習った事や自分が興味のある事について、身近な物を使って実験や観察をして、それをプレゼンテーションする。

他の子達のも色々と見て、息子にSKの時は何やりたい？と聞くと、今彼の中でブームである『宇宙』の模型を作りたくなったようです。

参加者は、抽選会にも参加できて、いくつか用意されているサイエンス系のおもちゃというのかな？それに応募でき、抽選会もありました。息子はロケットか、色実験ができるサイエンスキッドを狙っていたけれど、残念ながら外れ。
がっかりした様子ではありましたが、一緒に来てくれたグランマが頑張った息子にお小遣いをくれて、それで色実験キッドを買いに行く事にしました。

内容が４歳にはちょっと高度だったかな？と思うけど、お兄ちゃんなりに頑張って実験に参加し、グランダの講義を聞いていました。　

私もこのお家にお嫁に来て、電車好きの息子に出会わなければ、きっと一生、蒸気機関車のエンジンについて知る事はなかっただろうな。

私も勉強になったサイエンスフェアでした。