【自由研究】ろうそくの科学 〜火が消えると水が動くフシギを徹底解説〜

めあて

ろうそくの炎とガラスコップを使った実験を通して、「空気の性質」と「ものが燃えるしくみ」を理解しよう。

実験の準備物

• ろうそく（できれば背の低いもの）

• ライターまたはマッチ

• 皿（ろうそくより少し大きいもの）

• 水

• ろうそくがすっぽり入るガラスのコップ

※火を使う実験なので、必ず大人の人と一緒に、燃えやすいものを近くに置かない場所で行いましょう。

実験の手順

1. 皿の上にろうそくを立てて、火をつける。

2. 皿の中に、少しだけ水を注ぐ（ろうそくの周りが浅く水に浸る程度でよい）。

3. 火のついたろうそくの上から、ガラスコップをかぶせて、皿にぴったりとつける。

4. コップの中の様子を観察する。

しばらくすると火が小さくなり、やがて消える。そして、消えた後にコップの中に皿の水が吸い込まれていくのが見える。

なぜこの現象が起きるのか

ポイントは「コップの中の空気」の変化にある。

① 火が燃えている間、空気は温められて広がろうとする ろうそくが燃えると熱が発生し、コップの中の空気はあたためられる。あたためられた空気は体積が増えようとするので、一部はコップの外へ押し出される。

② 火が消えると、空気は急に冷える 炎がなくなると、コップの中の空気は周りの温度まで急速に冷やされる。空気は温度が下がると体積が小さくなる性質がある。

③ 燃焼で使われた酸素の分だけ、気体の量も少し減る ろうそくが燃えるときには酸素が使われて、二酸化炭素と水蒸気ができる。できた水蒸気の一部は、コップの内側で水滴になって液体に変わるため、気体としての量がさらに減る。

これらが組み合わさることで、コップの中の空気の圧力（気圧）が外よりも低くなる。外の空気はお皿の水を押しているので、気圧の低いコップの中に向かって水が押し上げられる、というしくみだ。

この実験からわかること

• 空気には目に見えないが体積や圧力があり、温度によって変化する

• ものが燃えるには酸素が必要で、燃えると空気の性質が変わる

• 「気圧の差」によってものが動くことがある（これは天気や台風のしくみにもつながる考え方）

ここから先は有料パートです（¥1,000）