“ペットボトルを利用した 簡単な温室効果実験”

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1 “ペットボトルを利用した 簡単な温室効果実験”
1999年　川村教授 日本理科教育学会　「理科の教育」 Vol.48，No.9,pp.46-48 川村研究室　修士２年　横山　昇平

2 はじめに 地球環境問題 平成６年時点で 物理Ⅱ・・・課題研究 教員 物理ⅠB・・・自由研究 小学生・中学生でも可能 ・・・
実験教材によって身近に！！ 生徒 ・・・ 小学生・中学生でも可能 地球環境問題との接点

3 今回の温室効果実験について 先行研究 平成６年度より継続 ・ 問題点 実験器具の入手が困難 （対象：小学校高学年，中学生） 本論文
・　問題点 　　　　実験器具の入手が困難 　　　　（対象：小学校高学年，中学生） 本論文 ペットボトルと白熱電球によって解決 ＊　「ガリレオ工房」　関登氏　・・・　異なる実験教材 ＊　上越環境センター展示物 ・・・　筆者によるアドバイス 本論文は新規性・独自性あり

4 CO2 実験の準備（用具） 比較対象実験 2セット分の実験器具は 個体差などのズレをなくす CO2温室効果の実証 比較対象実験の必要性
普通の空気 温室効果あり 温室効果なし ・　２Lのペットボトル ・　温度計（デジタル） １つずつ必要 2セット分の実験器具は 個体差などのズレをなくす

5 実験器具の選定 40.0℃ ４０℃水温 等々 にて測定 0.1℃以上の差がない２つ 乾燥した 同じ体裁・銘柄の ペットボトル 同時間での
温度変化が 等しいもの ４０℃水温　等々　にて測定 0.1℃以上の差がない２つ

6 CO2 実験前の下準備 それぞれに ・普通の空気 ・二酸化炭素 を入れる 栓と温度計 をセットする 二酸化炭素 ボンベによる 断熱膨張 空気
で冷やされる 空気 “うちわ”であおぐ しばらく放置し 温度差をなくす

7 測定例 ① 屋外実験（青空教室） によって温室効果実験を行う 一回ごとに温度計を交換 ３回測定 次ページに １９９７年12月18日木曜日
測定例　① 屋外実験（青空教室） によって温室効果実験を行う 空気 CO2 一回ごとに温度計を交換 ３回測定 次ページに １９９７年12月18日木曜日 晴れ,　午後1時30分～2時30分 での測定データを示す

8 拡大図③ 拡大図① 拡大図② 曇った 赤：CO2 青：空気 熱源に太陽光を使用した場合

9 測定例② 熱源に白熱電球を用いる（屋内） 雨天などに有効 空気 CO2 光源強度のばらつき 当たり方等によるズレ 上手くいかない・・・

10 うまくいかない問題を回避するために 温度計をよむ 倒して 長さ50cm幅10cm の棒をつける 扇風機の羽を外す スライダックで12rpm
空気 CO2 スライダックで12rpm の低速回転をさせる 回転により、均一 に光を当てる ペットボトルと電球 を組み合わせる 温度計をよむ

11 測定結果 空気のペットボトル：現在の空気のままの地球モデル 二酸化炭素ペットボトル：二酸化炭素が増加した地球モデル 測定例
1998年　8月28日金曜日　午後1時～午後4時 ただし 　　市販の回転板および、白熱電球によって実験を行った 次ページに結果を示す

12 拡大図④ 拡大図⑤ 拡大図⑥ 赤：CO2 青：空気 熱源に白熱電球を使用した場合

13 まとめ ・ たしかに二酸化炭素を封入したモデルの方が温室効果 が確認できた。 ・ 二酸化炭素の吸収帯域から考え、 赤外線ランプを利用
・　たしかに二酸化炭素を封入したモデルの方が温室効果 　　が確認できた。 ・　二酸化炭素の吸収帯域から考え、 　　赤外線ランプを利用 ・　よりイメージしやすいように球形に ・　入手や取扱の簡単な 　　実験教材の開発が重要である ・　手間を省き、かつリサイクルと 　　関連付け、 　　より効果的に環境教育を行う 空気 CO2 赤外線ランプ

14 本論文を読んで ・ 先日、空気中の二酸化炭素濃度が400ppmを超えた 環境問題を身近にとらえ、革新的な発想で考えられる 次世代の育成を推進
　　環境問題を身近にとらえ、革新的な発想で考えられる 　　次世代の育成を推進 ・　　学習の流れを読み、流れに沿った形で簡略化できる 　　技術、手法の習得 　　　（リサイクルによって費用、難易度をおさえる かつ 環境問題を考えられるテーマに仕立てる） ・　　実験教材をあらゆるところから生み出す発想力 ppm: Parts per million(1/100万)≒mg/L 不純物濃度