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化学分野  「化学変化とエネルギー」~いろいろなエネルギーのかたち~

   <実験193>

授業について

  私たちは,石油や天然ガスなどの燃料を燃焼させて得られる熱を,火力発電所では電気に変えたり,家庭では暖房や調理などに直接利用したりしています。このように,燃焼をはじめ,化学変化を利用して熱や光,電気などが取り出せる状態になっているものは「エネルギーをもっている」といえます。このような物質がもっているエネルギーを「化学エネルギー」ということを,実験を通して学びます。また,今回の実験によって得ることができる熱エネルギー,光エネルギー,電気エネルギーはすべて,物質がもっていた化学エネルギーが変化したものであることを学びます。 

実験の内容

演示実験 「金属と塩酸の反応」

■ マグネシウムリボンを塩酸中に入れると水素が発生します。このときに熱が発生することを確認し,熱が発生する理由を考えます。

実験1「化学反応による熱の出入りを確かめよう」

■ アルミニウム発熱剤の反応,重曹とクエン酸の混合物に水を加えたときの反応を調べ,化学変化には熱が出る場合と入る場合があることを確認します。

解説  エネルギーとは?

■ 他の物体を動かすなど,物体のようすを変化させる能力を「エネルギー」というとともに,熱もエネルギーの一種であり「熱エネルギー」と呼ばれることや,化学変化の結果,エネルギーが過剰になる場合は熱を放出し発熱反応となり,不足する場合は周りから熱を奪い,吸熱反応になることを解説します。

実験2 「化学発光を体験しよう」

■ シュウ酸エステルなどが入った混合液と過酸化水素などが入った混合液を混ぜ合わせると化学反応が起こります。そのエネルギーを受け取った蛍光物質が光を放出するときの化学発光を体験することで,化学変化により光エネルギーが生じることを確認します。

実験3 「金属板で生じる電圧を測定しよう」

■ 化学変化によって電気エネルギーを得ることができるか実験を通して確認するとともに,その法則性(電圧を生じることができる液体の種類や金属板の+極,-極がイオン化傾向によるものであることなど)について確認します。

実験4 「燃料電池を体験しよう」

■ ここ数年,実用化に向け期待が高まっている燃料電池について,そのつくりや発電のしくみ などを,実験を通して学習します。

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