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究極のペットボトル氷をめざして３

カルキ、ミネラル、空気などいろいろな不純物が研究の動機
ぼくは昨年、ペットボトルに水を入れてこおら混ざっている。家の冷とう庫では急に外側から冷せて作った”ペットボトル氷”を長時間とけずにやすために、氷の中にこれらの不純物が残って白長もちさせる方法を研究した。とけた氷をこまめ

く な っ て し ま う 。（ 湯 冷 ま し の 水 を 使 っ て 純 氷 をに飲むことで長持ちすることがわかった。この研作っても、どうしても空気が入ってしまう）ぼく

究を進めていく中で純氷（じゅんぴょう）に出会が見学させてもらった北海道の氷工場では、エアった。純氷とは、とう明できれいな氷のこと。家ポンプを使って水をかき混ぜながら時間をかけての冷とう庫ではどんなに工夫してもできなかった凍らせている。ゆっくりこおらせることで、外側ので、実験装置を自分で考えて、純氷作りにちょから純すいな水だけがこおり始め、不純物は氷のう戦した。できあがった純氷はとてもきれいで、中央へ追い出されていく。最後に中央の不純物のもちろん味もばつぐんだった。

混じった水を取り出して純氷はできる。大切なの

しかし最近、純氷は氷屋さんで安く売られていは、水をかきまぜてゆっくりこおらせていくことる。ぼくが作る純氷は１回の実験でたくさんの氷だということを学んだ。と食塩を使うので、売られている純氷よりもかな( 2 )３ つ の ポ イ ン ト を お さ え た 純 氷 作 りりお金がかかる。また、使い終わった食塩水はそ①実験１

昨年度のやり方で純氷を作るのまま台所で流して捨ててしまうので、かなり環○準備する物

・クーラーボックス・エアポン

境に良くないことをしていた。そこで、食塩水かプ・保冷剤・ペットボトル・温度計・塩・氷ら塩を取り出して再利用しようと思い、実験後の・小さいバケツ・特製キャップ（ペットボト

食塩水をなべでにたり日にほしたりしてかわかそ

ルにつけるキャップを改造した物）

うとしたが、かなりめんどうな作業で長続きしな

○実験方法

かった。

・クーラーボックスの中にバケツを入れ、水の手作りの純氷は愛着があるけど、やっぱりお金入ったペットボトルを入れ氷をしきつめる。

や環境にはかえられない。純氷作りをあきらめて・クーラーボックスの中に保冷剤をつめこむ。

いた時、夕食でそうめんのつゆに浮かぶ氷を見て・バケツの中の氷に塩をたっぷりかける。

い た ぼ く の 家 族 が 、「 純 氷 だ っ た ら き れ い だ ろ う・キャップをつけてエアポンプをセットする。

ね」と言った言葉に支えられて、純氷作りのかべをのりこえようと決意した。
２

研究の目的
昨年の反省をふまえて、次の３つのポイントをおさえて純氷を作ることを目的とした。
①お金をかけずに純氷を作る②かんきょうに優しく純氷を作る③完全にすきとおった純氷を作る○記録の取り方・バケツの中とクーラーボックスの中の温度を３

研究の内容調べて記録する。ペットボトルの水をこ( 1 )昨 年 の 研 究 か ら ～ な ぜ 透 明 に な る の か ～ぼくたちがふだん使っている水道水の中には、ぼして、できた純氷の重さも記録する。
○実験結果（表１）○実験からわかったこと-1--2-

・１８０分で１６５グラムの純氷ができた。も・実験１で氷に塩をかけた時にはかなり温度がっとたくさんの純氷を作るにはバケツの中を下がった。パック氷の時に温度が下がらないずっと冷やし続けなければならない。そのたのはなぜか。塩が直接氷に触れていないからめにはさらに塩と氷が必要になる。

か な 。（ 疑 問 １ ）・実験で作った食塩水を捨てずにこおらせて再利用してみる。
②実験２・塩をかけて冷やすのでなく、冷やした食塩水を使ったらどうだろうか。

残った食塩水を氷にして再利用する④実験４

冷とう食塩水を使って実験しよう○実験結果（表１）○実験方法

・３０分後のバケツ内の温度は１６．５℃でぜ

・２Ｌの水に食塩がとけないくらい入れて冷とんぜん冷えていなかった。

う庫で冷やした。食塩水はこおらなかった。

○実験からわかったこと○実験結果（表２）

・実験１では氷にかけた食塩がとけずに氷のま・純氷が４５ｇできた。

わりに残ったのに、実験２では食塩水の氷は○実験からわかったこと

全 部 と け 、食 塩 は バ ケ ツ の 底 に た ま っ て い た 。

・氷を使わなくても、冷とうした食塩水を使え食塩と氷は別々の方がいいと思った。
・そこで、チャック付きポリ袋に塩をかけて使ってみることにした。
③実験３

ば純氷を作ることができることがわかった。
しかし、気温が高すぎて冷たさを保つのはとても難しい。そこで、クーラーボックスにスパック氷を使いリサイクルを試す

チロールの中ぶたを置き、バケツはアルミシ○実験方法ートでおおった。これでクーラーボックス内・実験２に続けて実験３を行う。チャック付きの冷たさが保たれる。

ポ リ 袋 に 氷 を ２ 個（ ５ ０ ｇ ）入 れ「 パ ッ ク 氷 」⑤実験５を作り、氷の代わりにした。

○実験方法

工夫した装置で純氷を作ろう

・スチロールにあなを開けてペットボトルを取り出せるようにした。

○実験結果（表１）
時 間 （分 ）実 験 １ (℃ )実 験 2・ 3(℃ )○実験結果（表２）0-12 ( 0 )-3 ( 0 )30-10 ( 0 )16.5 ( 0 )○実験からわかったこと

60-10 ( 50 )11.5 ( 0 )・２時間後。バケツの中の温度はマイナスだっ

90-10 ( 80 )4(0)た。氷を使わなくても純氷を作ることができ

120-9.5 ( 115 )2(0)た。食塩水は２時間でぬるくなったので、冷150-9 ( 135 )

とう庫で冷やした食塩水と交かんすれば、さ180-8.5 ( 165 )らに２時間冷やせる。これでリサイクルの問題が解決した。

（表１

実験１から実験３までの結果（ ） 内 は で き た 純 氷 の 重 さ （ ｇ ））○実験からわかったこと

・ぼくが使った食塩水は水に塩をとけないくらい入れたのを使ったけど、食塩のこさによって 冷 や す 力 が 違 っ て く る の か な 。（ 疑 問 ２ ）
⑥実験６

-3-

冷たい食塩水を入れ替えて純氷を作る-4-

○実験方法Ａ

食塩２５ｇをとかしたもの

・２時間たったところでぬるくなった食塩水をＢ

食塩５０ｇをとかしたもの

冷とう庫で冷やした食塩水と交換する。

Ｃ

食塩７５ｇをとかしたものＤ

食塩１００ｇをとかしたもの○実験結果（表２）○実験からわかったこと○実験結果と実験からわかったこと

・実験中にエアポンプの音が静かになった。で・食塩水がこいほど短い時間で一気に、水が冷きた純氷がストローの先をふさいでしまった

えた。食塩水がこいほど冷やすパワーが強いからだった。短いストローを使うと、底までことがわかった。

空気が届かずに白い氷になってしまう。純氷

・うすい食塩水はこおってしまった。こおるとができてきたらストローを短くすればいい。

ペットボトルから出すのにとても苦労した。

ストローの長さは何センチにすればいいか考

疑問３

純氷作りの時のストローの長さは何え た い 。（ 疑 問 ３ ）センチがいいのか○実験方法
実 験 ５ (℃ )実 験 ６ (℃ )・ストローの長さでペットボトルの中の水がど0 -12.5 ( 0 )-11-10.9のように回っているのか、目印のついたチッ30-8 ( 65 )-7.3-7.7

プを入れて、その動きを観察して調べる。

60-4 ( 45 )-4.8-5.790-2 ( 35 )-3.1-4・１５㎝のストローはボトルの底にチップが落

120-25 ( 20 )-2-2.7

ちて上がらなかったので、底の水は動いてい

150-11.7ない。２１㎝でははげしく動いた。このスト

180-9.9

ローでは水の動きが強すぎて純氷ができにく

時間（分）（表２実 験 ４ (℃ )○実験結果と実験からわかったことかった。１９㎝の長さが純氷作りに適してい実験４から実験６までの結果た。できた氷で先がふさがれないように１時（ ） 内 は で き た 純 氷 の 重 さ （ ｇ ））間毎にストローを２㎝ずつ短くすればいい。
( 3 )３ つ の 疑 問 を さ ら に 追 求 し よ う疑問１

４

研究のまとめパック氷に塩をかけても温度があま( 1 )純 氷 作 り の ３ つ の ポ イ ン ト と 答 え

り下がらないのはなぜだろう①お金をかけない・・冷とう食塩水を使う。
②環境にやさしくする・・使った食塩水は捨て○実験方法
・３つの装置を作り温度変化と氷のとける様子

ずに、冷とう庫で冷やして再利用する。

Ｂ塩をかけた氷③完全な純氷を作る・・保冷容器、冷とう食塩

Ｃ塩＋パック氷（氷は４個：１００ｇ使用）

水を使って冷たさを保ち、食塩水がぬるくなを比べる。Ａそのままの氷○実験結果と実験からわかったこと

ったら冷たいのと取り替える。エアポンプで・Ｂでは氷がとけたがＣではとけなかった。塩空気をかきまぜ、１時間おきにストローを２を氷にかけると塩の力で氷がとけて、冷たさ㎝短くする。

が一気に出るので低い温度になることがわか( 2 )楽 し か っ た 研 究純氷作りの研究で学んだことをもとにして、った。
疑問２

こい食塩水ほど冷やすパワーが強い家族でそうめんを食べた。つゆの中に浮かぶ純のだろうか

氷を見て家族もぼくも大満足だった。研究の喜○実験方法

びを感じることができた。

・こさの違った食塩水に、水の入ったペットボ

今 年 も 、氷 の 研 究 で た く さ ん の 事 が わ か っ た 。

トルを入れて、水の温度変化を比べることでわかるたびにむねがドキドキした。新しい出会

食塩水の冷やすパワーの違いを調べる。

いもあった。ぼくの研究のために協力してくだ

・比べる食塩水（４００ｇの食塩水を作る）-5-

さったみなさんに感謝したい。
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