ペットボトルで雲を作る実験は線香が必要？夏休みの自由研究におすすめ！

夏休みの宿題、中でも自由研究は頭を悩ますところです。

そんな時は、ずばり「雲を作ってみる」に限ります。

このテーマ、自由研究だけに「研究している」というところを見せるのにうってつけなのです。

しかも簡単！

今回は、実際に雲を作るための手順と、なぜ雲ができるのか、それからちょっと変わった雲の作り方についてご紹介します。

さらに、実験結果のまとめ方、実験する際の注意点なども織り交ぜながらご説明します。

簡単で学術的なこのテーマ、ぜひ実践してみましょう！

ペットボトルで雲を作る実験はどうやってやる？線香が必用？

まずは、ペットボトルで雲をつくるために必要なものと手順をご紹介します。

「線香を使った雲」をつくるための材料

1. ペットボトル（1.5リットル～2リットル用）
2. 計量カップ
3. 線香
4. ライター（柄の長いもの）
5. お湯（80℃ぐらい）
6. 灰皿

こうすると、何と！雲ができあがるのです。

実験した時の映像をご紹介します。

ご参考にしてみてください。

なぜこれで雲ができるのでしょうか？

そもそも、曇ってなにでできているのでしょう？

雲は空気中の水もしくは氷の粒が集まってできたものです。

雲ができている高さによって上層雲、中間雲、下層雲の3つにわけることができます。

それぞれ、上空5～13キロメートル、2～7キロメートル、2～1キロメートル前後の高さの違いがあります。

ちなみに、上空1キロ（10,000メートル）の気温はマイナス50℃だと言われています。

シベリアの冬の気温がマイナス20℃～マイナス35℃と言われていますから、いかに寒いかがおわかりいただけるかと思います。

これだけ寒い場所です。

当然のことながら空気中の水分は水や氷の粒となって空気中に存在することができるわけです。

それから雲を構成する要素としてもう一つ重要なもの、それがちり（いわゆるほこり）となります。

純粋な水や氷は透明ですから、そのままでは雲のように目に見える形とはなりません。

目に見える形になるためにはちりが必要となります。

雲一つあたりの粒の大きさが大体0.02ミリ～0.2ミリとなるので、ちりの大きさも極めて小さいものとなります。

このちりが水や氷の粒につくことで雲が目に見える形になるのです。

ここまで雲が何かについてご説明しました。

それでは、どうやって雲ができるのかご説明します。

まず、太陽が地面を照らすことによって暖かい空気ができます。

暖かい空気は体積が大きくなり密度が小さくなります。

密度が小さくなることによって暖かい空気が空に向かって上昇していきます。

これを上昇気流と言います。

上昇した空気ですが、上空に行くと圧力が下がり気温も下がります。（この時の圧力のことを気圧といいます。）

先ほどご説明した通り上空の気温は非常に低く、温められた空気は瞬時に冷やされ水もしくは氷の粒となります。

粒の大きさは大きくても0.2ミリですので、この状態で空気中に浮遊しています。

ここに空気中のちりがくっついて雲ができあがるわけです。

かなり前置きが長くなってしまいましたが、ペットボトルでは、この状況と同じ状況を作り出しています。

状況を置き換えてみると、このようになります。

• 水蒸気　＝　お湯が冷めるときに出てくる湯気
• ちり　＝　線香のけむり
• 温度が下がる（気圧が下がる）　＝　ペットボトルを押しつぶした後で緩める

つまり、ペットボトルの中で上空20000メートルと同じ環境が作れるわけです。

線香なしで雲をつくる方法とは？

雲をつくる方法として、お湯を使う代わりに消臭スプレーを使う方法もあります。

材料と手順をご紹介します。

「線香を使わない雲」をつくるための材料

1. ペットボトル（1.5リットル～2リットル用）
2. 消毒用アルコール
3. 消臭スプレー

へこましたりゆるめたりするのは先ほどご説明した方法と同じです。

ポイントは先ほど同様「パッとへこまし、パッとゆるめる」です。

すると、またまた雲ができあがりました！

先ほどの実験では空気中のちりの代わりに線香を使っていました。

今回の実験では空気中のチリの代わりとして消臭スプレーを使っています。

消臭スプレーの中にはエアチゾールという成分があり、これが空気中のちりの代わりになります。

お湯の代わりとなるのがアルコールです。