いよいよ『エレベータ形式 雨の話』である。
段階をおって、雲、雨ができる過程を考えさせる。
まずは体積の問題からである。
| ■ 空気が上昇したときの体積変化について考えてみよう。 ▼ ｌリットルの空気の入っているゴム風船は、１２ｋｍの上空へいくと体 積はおよそ、何リットルになるだろう。 ０ｋｍ…１０００ｈＰａ １２ｋｍ…２００ｈPａ ▼ 右図のように、真空鐘のなかに、空気を入れて口をふさいだゴム風船を 入れ、真空鐘のなかの空気を、真空ポンプを抜いていき、気圧をさげると、 ゴム風船はどうなるか。 |
上記課題については、簡単に計算をして、「下はぎゅうぎゅう、上はすかすか
のふあふあ」としてまとめる。
下記の課題については、真空鐘のかわりに、丸底フラスコで代用してやってみ
せる。昨年度、修学旅行で富士山５合目で空気入れて、ふたをしたペットボト
ルを見せる。
『空気は上にあがると、体積は（膨張する）』
| ■ 空気は体積が大きくなると（膨張する）と、温度はどうなるだろう。 (1) スプレー缶（殺虫剤、窒素、酸素ボンベ、等）のふたおして、押し縮め られたガスを吹き出させてみう。温度はどうなるだろう。 温度計にふきつけてみよう。水にぬらしたハンカチや花に、２〜３分間ふ きつけてみよう。凍るかな。 (2) 図のような装置をつくって、注射器のピストンを引っ張って空気の体積 を大きくして（膨張させて）みよう。温度はどうなるだろう。 (3) 注射器のピストンを押してみよう。温度はどうなるだろう。 |
(1)については実際には、窒素ボンベを使ってやってみる。温度がさがっている
ことを確認するにとどめた。
さらには、冷蔵庫にふれて
Ｔ『冷蔵庫のうらを見たことありますか。こんな管が（図に書いてみる。）う
らにあますよね。』
Ｓ『うん、知ってる』
Ｔ『あれや、グーとガスを縮めておいてな、バーと広げるわけやな。それで温
度が下がるわけやな。それで冷やす・・・』
・・・・・・・・・最後にまとめる。
『空気は、体積が大きくなる（膨張する）と、温度は（下がる。）』
| ■ 先の場合の丸底フラスコに水を入れてやってみよう。注射器のピストンを 引っ張ってみよう。押してみよう。どんな変化がおこるだろう。 ＜押すと＞ ＜引くと＞ ▼ 今度は、さらにそこへ線香の煙を入れてやってみよう。どのようにちが う変化がみられるだろう。 |
最初はまだはっきりと確認できなかったが、次に煙を入れることではっきり
と、雲（霧）ができることがわかる。
Ｔ『こうして、注射器のピストンを引っ張ったときは、膨張するのだから、空
気があがったときと同じでしょうか。空気がさがったときと同じでしょうか。
どちらでしょう。』
Ｓ『上がったとき！！』
Ｔ『うん、そうやね。上がったときと同じなんやね。ここで、もういっぺん考
えて見るで・・・』と飽和水蒸気のグラフを使いながら、温度が下がると露
点に達することを説明をする。説明のあと、何度も、何度も繰り返しながら
ピストンを引く＝膨張する＝上がる＝雲ができる
ピストンを押す＝収縮する＝下がる＝晴れる
を説明する。
『空気の温度が下がると、（露点）に達し、水蒸気は、水滴になり（雲）が
でき、雨が降る。』
| ＜まとめ＞ 【 空気が上がると 】 ○ 露点に達すると … 雲ができ雨がふる ↑ ○ 温度が下がると … 露点に達する ↑ ○ 体積が膨張する … 温度が下がる ↑ ○ 空気が上がると … 体積が膨張する 【 空気が下がると 】 ○ 空気が下がると … 体積が縮む ↓ ○ 体積が縮むと … 温度が上がる ↓ ○ 温度が上がると … 湿度が下がる ↓ ○ 湿度が下がると … 晴れる |
このように、ひとつひとつ確認しながらまとめる。そして
Ｔ『次のきまりにまとめよう。これが、天気を考えていくいちばん大切なきま
りです。どんどん使って覚えていくようにしよう。』
| 【きまり】 『上がるとザアザア 下がるとカラカラ』 |
Ｔ『何度も、自分で言ってみてください。』まとめの図をさししめしながら、
Ｓ『上がると・・・・』
Ｔ『これです。これで、きまりです。いつでも、どこでも天気は「上がるとザ
アザア 下がるとカラカラ」ですよ。!!』