前線モデル改善に向けての考察 江別市立中央中学校 大樹町立尾田中学校 根室市立啓雲中学校 別海町立上風連中学校 三浦 玉川 西田 今井 篤史 弘幸 威嗣 浩文 取り組んだ理由 前線モデルの実験では、水を使用する 方法が一般的である。しかし、この方法 では温度調節の難しさのため、教師の 演示実験で終りがちである。 生徒が個々に取り組むことができるた めには、容易に取り扱うことのできる素 材を見つけ出すことが必要となる。 水に代わる素材がないかどうかを探っ てみた。 素材としての条件 水の場合は温度差が1℃と小さくなければな らなかったので、それ以上の温度差でも容易 に実験が可能なもの。 寒気と暖気の動きがゆっくりで生徒にも容易 に観察することができること。 容易に入手できること。 ターゲット サラダ油 粘性が高く動きがゆっくりなのではないかと 考えたため。 台所用合成洗剤 粘性が高く動きがゆっくりなのではないかと いう点と、着色されているものがあり導入が 容易と考えたため。 実験方法 1.常温・加熱・冷却したものを準備する。 加熱はポットのお湯を利用し湯せん 冷却は冷蔵庫・冷凍庫を利用 2.インクによる着色。 3.左右同量となるように注入する。 4.仕切り君をそっとはずして、観察開始。 実験器具 水を使用した前線モデル (温度差1℃) サラダ油を用いての前線モデルデータ 実 験 暖かい (℃) 冷たい (℃) 温度差 (℃) 時間(秒) A 40 19 21 14 B 32 21 11 42 C 27 22 5 遅すぎ D 24 16 8 遅すぎ E 24 3 21 F 20 7 13 備考 52 参考 水を用いての前線モデルデータ 温度差 (℃) 時間(秒) 実 験 暖かい (℃) 冷たい (℃) G 24 22 2 速すぎ H 24 23 1 32 備考 サラダ油を使用した前線モデル (温めたもの 温度差10℃) (冷やしたもの 温度差20℃) 色つき洗剤を用いての前線モデルデータ 実 験 暖かい (℃) 冷たい (℃) 温度差 (℃) 時間(秒) I 33(オレンジ) 23(グリーン) 10 1分超 J 32(レッド) 22(グリーン) 10 1′33″ K 22(グリーン) 9(ブルー) 13 2′10″ L 37(レッド) 16(ブルー) 21 1′14″ 備考 ※色つき洗剤 ~ ①オレンジ→ジョイ(オレンジピール)②レッド→ジョイ(オレンジピール+赤インク) ③ブルー→ジョイ(パワープラス+青インク)④グリーン→ジョイ(グレープフルーツ) 参考 水を用いての前線モデルデータ 温度差 (℃) 時間(秒) 実 験 暖かい (℃) 冷たい (℃) G 24 22 2 速すぎ H 24 23 1 32 備考 洗剤を使用した前線モデル (温度差21℃) 温暖前線モデル 寒冷前線モデル 成果と課題 今回試したサラダ油・洗剤ともに、生徒が容易に観 察できる素材であると考えられる。ただ、サラダ油は 処理が面倒なため、洗剤の温度差20℃が、取り扱 いも容易なのではないかと考えられる。 今回はインクで着色したが、時間がたつにつれ分離 していたため、着色料の改善が必要と考えられる。 理科センターにあるスライドの容器を利用したが、各 校で持っているものではないため、容易に入手でき る容器を見つけ出すことも今後も課題となる。 おまけ (温帯低気圧?)
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