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台所で大実験!フライパンの中を眺めると・・・

研究タイトル=高温物質上を浮遊する液滴
研究者=富山県立富山高等学校自然科学部

第46回日本学生科学賞 全日本科学教育振興委員会賞

 お料理のお手伝いをしている時、フライパンの中を踊る水滴を見たことがありませんか?このようにごく身近なフライパンの上を踊る水滴、つまり水の沸点よりも高く熱せられた高温物質上を水が蒸発することなく残るという不思議な現象に、富山高校自然科学部は着目してそのメカニズムを探求していきました。

 富山高校自然科学部の実験結果によると、この現象は水滴が熱せられて蒸気がでることで、高温物質上との間の圧力が大きくなり浮遊した状態になっていること。水滴が浮遊しているため、高温物質から直接水滴に熱が伝わるのではなく、放射という現象により熱が伝わるため激しく蒸発しないために、水滴の形状を残していることが原因であるようです。

 この研究は、誰しもが一度は見たことのあるような非常に身近な現象に着目し、それを良く観察し、水だけでなく、エタノールなど身近な現象でも同じような現象をみることができるか検証しているだけでなく、いくつかの仮説をもとに、比較的簡単な理論を巧みに使い、身近にあるもので良く仮説の検証が成されている点がとても優れているといえます。また、最近の科学研究は、コンピュータを使用した実験・解析が不可欠になってきている中、自分たちの実験に必要なプログラムを開発し実験に利用している点も注目すべき点かもしれません。

 富山高校自然科学部のように、ごく身近にある現象を見逃さず、何故だろう?と疑問を持つことは「科学の芽」であると言われています。身近なちょっとしたことに目を向けてみると、大発見につながる「芽」がたくさん眠っているかもしれませんね。

 実は、富山高校自然科学部が研究した現象には、「ライデンフロスト現象」という名前がつけられています。この現象は、身近な現象であるだけに昔から様々な研究がなされてきました。しかし、現在でも先端科学の研究対象となる現象の1つです。下記にこの現象に関する高校生の研究事例を書いてありますが、身近にあるごく当たり前のようなことでもまだ知られていないことはたくさんあります。そんな些細な「なぜだろう?」という疑問を大切にしていってください。

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(文=柴田恭幸)

関連した過去の研究事例
・高温物質上を浮遊する液滴 -液滴の蒸気膜破壊-
(富山県立富山高等学校自然科学部 第1回JSEC文部科学大臣賞)
・On the Propulsive Leidenfrost Phenomenon: Exploration of Theory, Experiment, and Applications
(Nilesh Tripuraneni ,USA 第58回国際学生科学フェア出展 )

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