木原実気象予報士が、テレビでペットボトル雲を作っているのをみました。
やってみたい、と思ったので、やってみることに。
調べると、ペットボトルを抑えてペットボトルの中に白い靄ができるのはよくあります。
でもふわふわと出てくる雲が作りたい！
目標の「ペットボトルの外で白い雲作り」、成功したのでご紹介します。
ペットボトル雲の原理
まず、そもそも雲はどうやってできるものなのか？
原理をおさらいします。
自然界の雲のできかた
- 海や地上で太陽にあたためられた空気(水蒸気)が上空に
- 上空で冷やされた空気は飽和水蒸気量が下がる
- 気体でいられなくなった水蒸気は空気中のチリにくっついて凝固し、水滴になる
- 水滴がたくさん集まって雲に見える
ペットボトル雲のできかた
- ペットボトル内の圧力を上げることで温度が高くなる
- 蓋を開けて一気に圧力が下がることで、ペットボトル内の温度が下がる
- 気体でいられなくなった水分がペットボトル内の不純物にくっついて凝固
- 目に見える雲が発生
必要なもの
- 炭酸用ペットボトル500ml(もしくは1.5L)
- 炭酸キーパー
- 消臭スプレー
- 水
ペットボトルは普通のではなく、炭酸用です。
柔らかくて圧力に耐えられるようにできています。
普通のは押しても戻ってこないくらい固かったり、圧力に耐えきれない柔らかさだったり。
500mlと1.5lだと、500mlの方がしっかり白い雲ができました。
炭酸キーパーとは、ペットボトルの蓋として装着するものです。
ペットボトル内に空気を送り込んで圧力を上げ、炭酸ガスが抜けづらくするために使われます。
今回使ったのはこちら。
後述しますが、100均のものではできませんでした。(↑写真には100均のものが写っています)
消臭スプレーは雲を可視化しやすくするめにいれます。
水が集結した雲が目に見えるのは、核となる空気中のちりがあるからです。
より見やすくするため、チリを意図的に増やした状態にします。
消臭スプレーの他にも、線香などでやる方法もあり。
今回我が家では「トイレの消臭力」を使用しました。
水は水蒸気のためにいれます。
ペットボトル内が乾燥していると、雲の素となる水蒸気がありませんから。
水の代わりにアルコールを入れる方法もあります。
アルコールの方が水より蒸発しやすいので、出来やすいようです。
水で十分できました。
やってみたら超簡単！雲の作り方
- 水を入れる
- 消臭スプレーを入れる
- 25回ほど炭酸キーパーをプッシュ
- 押せなくなるので無理に押さず、ストップ
- 空けてすぐ観察！
水は1〜2cmくらい入れました。
詳細スプレーは1秒ほど入れました。
一瞬、ペットボトル内が白くなりますが、すぐに透明になります。
最初はペットボトルを手でポコポコ押せる状態です。
そこから炭酸キーパーを押していくと、ペットボトル内の圧力が高くなり、手で押しても凹まなくなってきます。
炭酸キーパーは押せなくなるので、そこで無理せずにやめます。
やりすぎると破裂の危険性があります。
栓を開けると…雲発生！
…思ったよりもとっても簡単！
炭酸を開ける時のプシュッ！という音がするので、苦手な方は圧力弱めから練習してください。
ちなみに実験時の室温は24度、湿度は40%程度でした。
失敗談:100均の炭酸キーパーで無理な理由
最初100均で炭酸キーパーを見つけたため、それを使用しようと思いました。
ですが、100均で購入したこちらの炭酸キーパーは回す式だったのです…
完全に蓋を開ける前に、キャップを回している間に圧力が抜けてしまうせいか、うまく雲が作れませんでした。
まとめ
以上、ペットボトル窯の作り方でした！
100均の炭酸キーパーでやっている時は全然できなかったのに、炭酸キーパーを変えた途端、簡単にできました。
ボトルを変えたり、温度を変えたり、夏休みの自由研究にもいかがでしょうか。
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