今年も暑い夏がやってきますね！今日は超低温の液体窒素を使った実験をご紹介します。液体窒素はおよそマイナス196℃。実験動画を見て、涼しく感じてもらえたら幸いです。
実験
500mlの炭酸飲料用ペットボトルの約1/3まで液体窒素を入れます。そして、ストローのような金属の管が付いたキャップを閉めます。キャップを閉めたら、水の入った容器にペットボトルの底を浸けます。
ではここで3択クイズ～！
この時、発泡スチロールのボールをペットボトルの金属の管に近づけます。するとボールどうなるでしょうか？
ヒントは、液体窒素はおよそマイナス196℃、水は常温でだいたい20℃前後。およそ170℃の温度差のある液体窒素と水。液体窒素は水によって温められるわけですが、どうなるでしょうかー？
正解は・・・・こちらの動画をご覧ください！
分かりましたか？ 正解は「②その場で浮き上がる」でした。
では一体何が起こったのでしょうか？
ヒントにあったとおり、およそマイナス196℃の液体窒素にとって水はとても熱いものです。そのため、水の入った容器にペットボトルを浸けただけで液体窒素は温められ気化します。するとその体積は約700倍に膨張します。膨張した窒素が狭い管を通るので、すごい勢いで噴出し、ボールをその場で吹き上げ続けるというわけです。
この実験は、金属の管の穴の大きさとボールの重さのバランスが重要となります。穴が小さすぎると、勢いが足りずにボールが浮き上がりません。そして、気化した窒素でペットボトルの内圧が高くなり爆発の危険もあるのです。
液体窒素を使うといろいろなオモシロイ実験ができます！およそマイナス196℃の液体窒素は冷たいはずなのに、実験がアツいっ！あまりの面白さに興奮してしまい、むしろ熱くなってしまいますね。
普及 鷲尾