花岡パトリオット
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【科学】みなさんこんにちは。今日はみなさんに液体窒素を使った実験を見せたいと思います。
DSC05649.jpg

液体窒素って何?

液体窒素は液体になった窒素です。


空気は約21%の酸素と約78%の窒素で構成されていて、窒素は冷却するとこのように液体になります。
どのくらい冷却すればよいかといと、なんと-196℃。
この、ふだん私たちの身の回りにあるものに比べると想像もつかないくらい低い温度の液体窒素を使って、今日はみなさんに酸素の色を見せたいと思います。

「酸素の色」っていっても、みんなが想像する酸素は気体で、色もクソもないよね。
でも酸素も窒素と同じように、冷却すると液体になるんです。

みなさんこの装置の液体窒素を溜めたコーンの下から液体が落ちているのが見えますか。
これは液体窒素によって冷やされた空気に含まれる約21%の酸素が液体になって下に落ちている様子です。
いはそれをコップの中に集めています。

でも本当にこの液体が酸素なのか、見ただけじゃ分かんないよね。
そこで、酸素かどうか確認してみたいと思います。
酸素があることを確認する方法を皆さんよく知っていますよね。
コップに集めた液体に線香の炎を近づけるとどうなるでしょうか。
見てみましょう。

炎が激しく燃え上がりましたね。
ということは、コーンから滴る液体は、水でも液体窒素でもない、酸素であることが確認されました。
気体の酸素の色は無色透明ですが、こうして液体にすることで私たちは酸素の色を見ることができます。
さて、何色になっているでしょうか。

淡い水色でしたね。
無色透明だった酸素を冷却して液体にすると、淡い水色になることがわかりました。
じつはこの液体酸素には、炎を近づけると激しく燃える、といった気体の酸素ももつ特徴のほかに、面白い特徴が見られます。
そこで用意したのは超強力な磁石。
これをコップの底から近づけて動かしてみると、中の液体はどのようになるでしょうか。

磁石を動かすと、磁石に引きつけられてうねうね動いているのが見えましたか。
このように、液体酸素は磁石に引き寄せられるという性質があります。

ではこれまでの実験の結果をまとめてみましょう。

DSC05650.jpg

酸素はみなさんにとってとっても身近な気体ですよね。
毎日吸ったり吐いたりしている空気に含まれている。
でも、液体になった酸素を見たのは初めてだったと思います。

液体酸素の沸点は-183℃で、液体窒素よりも少し高い温度です。
液体窒素で空気を冷やすと、空気中の酸素は液体になります。

液体酸素はみんな見てもらった通り淡い水色をしていて、磁石に引き寄せられるという性質を持っていることがわかりましたね。

これで液体窒素を使った実験を終わります。

ちょっと時間が余ったので液体窒素で遊んでみましょうか。
この風船を液体窒素につけるとですね……。

という実験を、大学に遠足でやってきた中学生に見せるというアルバイトをしたのさ……。

永久磁石や回折格子などを使ったさまざまな物理に関する実験ブースが5つつ用意されていて、俺が担当したのは液体窒素を使った実験。
各ブースをローテーションしながら回る中学生(約140名)に対し十数回繰り返し同じ実験を見せる約3時間を過ごした。
喉が痛くなってくたくたに疲れたが、中学生代表のお礼の言葉を聞いて回復した。
子供たちも退屈せず楽しめたみたいだったので、やってよかった。
俺自身、楽しかったです。おわり

(20150422)
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