【サイエンスクッキング1】塩で「瞬間シャーベットショー」のレシピと自由研究のまとめ方/幼児、小学生、中学生向けポイント 実験遊び・STEAM教育にも

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ステップ1.ボウルの中で氷と塩を混ぜる

ボウルの中で氷と塩をざっと混ぜ合わせて、冷たい氷水を作ります。「一緒に混ぜてみる?」と子どもに声をかけながら、親子でわいわい楽しく混ぜます。塩をかけると冷たくなるにも関わらず氷が溶けていくのを手で感じられる驚きの体験です。

【自由研究につながるポイント! 塩は十分な量を用意する!】
「塩と氷を混ぜ合わせることで、理論上は氷水の温度をマイナス21度まで下げることも可能です。家庭でも20度ぐらいまでは下げられます。
どこまで下げられるかは、塩の濃度との関係が大きく影響するため、使う氷の量から(上のような表で)計算して十分な量の塩を用意してください。塩が足りないと温度があまり下がらず、シャーベットが完全に凍りません。
また同じ量の氷でも小さな氷を用意する方が塩と反応する氷の表面積が広くなり、短い時間で温度を下げることができます」(たばこと塩の博物館・高梨さん)

ステップ2.チューペットを半分に切る

市販のチューペット(ポッキン)を大きめのボウルやバッドの上で半分に切ります。チューペットは中央が少し細くなっていますが、次の工程で、チューペットに箸などを差して混ぜるため、半分に切った上部の細くなった部分も切り落としておくと次の工程がやりやすくなります。

テップ3.氷と塩を混ぜたものを瓶に入れ、チューペットを差す

瓶の中に、氷と塩を混ぜ合わせたものとチューペットを入れます。このときに、一緒にマイナス30~50度まで測れる温度計を指しておくと、周囲の氷水の温度が0度からマイナス5度、10度と急激に下がっていく様子が見られ、子どもの目が釘づけに

成功させるポイントの一つは、氷点下まで下がった塩の氷水の温度を十分にチューペット液に伝えて、液の温度を下げること。冷たい氷水にチューペットが浸かりきっていないとチューペット液の温度を下げられない場合があるので、チューペットの上部までしっかり氷水につけます。

【自由研究につながるポイント 熱伝導を考えて容器を選ぶ】
「チューペットを使う以外に似たような実験ができる方法としては、熱伝導がよいアルミニウム製のカップにチューペット液やシャーベット液を入れて実験する方法が考えられます。
アルミニウムはプラスチック容器に比べて熱伝導がよいので中の液が凍りやすくなりますが、大きなカップを使うとかなりの量の氷や塩が必要になります。まずはチューペット液のような少ない量から挑戦するのがおすすめです」(たばこと塩の博物館・高梨さん)

ステップ4.チューペット液を箸などでかきまぜる

チューペットのプラスチック容器の側面に近い部分から温度が下がってくるため、箸などでかき混ぜてプラスチック容器内の温度を均一に下げていきます。取材時には、かき混ぜる手を2,3分休めると、チューペットの先端の細くなっている部分が急激に凍り、箸が抜けなくなりました。子どもの力では抜けないほどガチガチに凍ってしまったことに気づいたとき、子どもはとても驚いていました。

また、ときどきチューペットを瓶から取り出して何度か光にかざして見ると、温度が下がるにつれて氷の結晶が液中に現われているのを観察することもできました。このとき光にかざすと氷の結晶がキラキラと輝くのですが、氷水から出した一チューペット液の温度がすぐに上がって氷の結晶が消えてしまうのも子どもが興味を持った点でした。

【自由研究につながるポイント 氷点下を家庭で体感できる】
「チューペットを早く冷やすためには、『塩をかけた氷がとけてできた冷たい塩水』にチューペットが十分に浸かるようにすると成功確率が高まります。
これはプラスチック容器に『点』で接する氷に比べて、塩水は『面』で接するため、効率よく冷やすことができるためです」(たばこと塩の博物館・高梨さん)

ステップ5.完成! いただきます!

観察やおしゃべりをしながらかき混ぜていると15分ほどでシャーベットが完成します。出来上がりまでの時間が短いので、小さな子どもでも飽きずに挑戦しやすい実験です。

チューペットの半分でできるシャーベットは、スプーン1杯ほど。自分で凍らせたという体験のせいかスプーンでそっとすくって大事そうに口に入れ、「いつもよりもさらに美味しく感じる」などと子どもが言っている場面もありました。


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【担当ページ】 ・最新の教育情報をお届けする 「『学び』の最前線」 ・料理をSTEAM教育風に楽しむ 「サイエンスクッキング」 ・季節の手仕事を紹介する 「季節の手仕事」 ・子どもの絵日記エッセイ 「子どもと手仕事日記帳」 出版社、教材編集を経て2013年に「いこーよ」へ。小学生の女の子2人のママ。大学院、モンテッソーリ教育教師、華道、ダイビング資格有。ライフテーマは幼児教育から小学校、中学校、高校、大学、社会人へとどのように学びをつなげていくか。特に幼児教育から中学受験への連携に日々奮闘中。

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