2010.07.27

7月24日(土)「ドライアイス噴射タービンをつくろう」体験プログラムを実施しました。

愛知工業大学のご協力により、ドライアイスの気化する膨張エネルギーを噴射させて回る

タービンをつくる工作実験教室です。

 

まず始めに、ドライアイスについてのレクチャーです。

ドライアイスとは二酸化炭素を固体にしたもので温度は-79℃、人の息や水の中にも含まれ、
氷は熱すると液体(水)になるがドライアイスはすぐに気体(二酸化炭素)に変わる(昇華)ことや
入手方法・扱う時の注意を教わりました。
1.今日のテーマ説明_s.jpg   3.ドライアイスの説明_s.jpg
↑ドライアイスタービンの説明             ↑ドライアイスの説明
 
次に、ドライアイスを使った実験を行いました。
 
<ろうそくの火消し>
ドライアイスに水をかけるとモクモクと煙がでますが、その煙をろうそくの火に近づけると火が消えました。
ろうそくは空気中の酸素と結びついて火が燃えますが、ドライアイスの気体でまわりの酸素が
なくなる(二酸化炭素だけになる)ことで火が消えます。
4-1.ろうそくの火を消す_s.jpg ←ろうそくの火消し実験
 
<スプーンで楽器演奏>
ドライアイスのうえに常温のスプーンを乗せると…スプーンがブルブルと小刻みに動いて音が出ます。
ドライアイスにスプーンの熱が伝わるとドライアイスが急激に気化してスプーンを持ち上げるため、
これが繰り返されることで音が出ました。
4-3.スプーンで演奏_s.jpg ←スプーン楽器演奏の実験
 
<フィルムケース鉄砲>
フィルムケースにドライアイスを入れてふたをすると…1分程するとパーンと音がすると同時にふたが
飛び、ドライアイスが飛び出しました!
ドライアイスは気体になると体積が750倍になります。密閉されたフィルムケースの中でドライアイス
の気体がドンドンと大きくなり、やがてふたがその圧力に耐え切れなくなって飛び上がりました。
4-4.フィルムケース鉄砲_s.jpg ←フィルムケース鉄砲の実験
 
ドライアイスの性質がわかったところで、いよいよタービンづくりです。
ゴムチューブの片方に鉛筆キャップを差し込んだものを2本つくり、ペットボトルの横に開けた穴に
通してクリップで固定したら、ペットボトルのふたとそこに軸受けを取り付けます。スチロール板を
重ねたものにLEDの基板をとりつけ、ケースのふたをしてCDを貼り付けてイルミネーションベースを
作ります。
CDラックを差し込んで重ねて先端にキャップを取りつけてタービン台をつくったら、ベースをセットし、
ペットボトルを取り付けたら完成です。
5.ペットボトルにチューブを通す_s.jpg   6.ペットボトルにクリップをつける_s.jpg
↑ペットボトルにゴムチューブを差し込む       ↑ペットボトルにクリップでゴムチューブを固定
 
7.スチロール板にLED基板を貼る_s.jpg   8.CDを貼りイルミネーションベースを作る_s.jpg
↑スチロール版にLED基板を貼る           ↑CDを貼りイルミネーションベースをつくる
 
9.CDケースを合わせてタービン台をつくる_s.jpg   10.ペットボトルを取り付けて完成_s.jpg
↑CDケースを組み合わせてタービン台をつくる   ↑ペットボトルを取り付けて完成
 
最後に、作ったドライアイス噴射タービンを動かします。
手を凍傷(やけど)しないようにゴム手袋をはめてペットボトルに細かく砕いたドライアイスを入れてから、
水を注ぎ、キャップを締めます。
モクモクと煙が出始めるので、タービン台に取り付けるとゴムチューブから煙を吐き出しながら、
ペットボトルがクルクルと回り、ベースのLEDが点灯して動き出しました!
11.ドライアイスを入れる_s.jpg    12.水を入れる_s.jpg
↑ペットボトルにドライアイスを入れる         ↑ロートで水を入れる
 
少し会場の照明を落として、タービンのLED照明が幻想的に点灯しながらペットボトルが回る様子を
うれしそうに眺める子供達。しばらくすると煙が出なくなってしまうので、ペットボトルの中身を取り出し、
再度ドライアイスと水を入れて、また回る様子を楽しみました。
 
13.ペットボトルが回転_s.jpg   14.ドライアイスと水を入替て再トライ_s.jpg
↑ペットボトルが回転を始めました!         ↑ドライアイスと水を入れ直して回転を再確認 
 
持ち帰ったペットボトル噴射タービン、おうちでもドライアイスを使って動かしてみてくださいね。
 ※ドライアイスはケーキ屋さんやアイスクリーム屋さん等で入手可能です。
 
次回の愛知工業大学によるワークショップは、8月28日の「スケルトン風力発電装置」づくりです。
どうぞお楽しみに!!