令和5年3月6日(月)、八代市立二見中学校の1年生と2年生に対して、リベラルアーツ系の東田 洋次教授が連携理科授業「液体窒素を利用した状態変化と超伝導」を実施しました。
授業ではまず、物質の状態と温度(物質の三態)について説明した後、液体窒素を使った実験の注意点を確認し、液体窒素の温度や色を観察しました。
次に低温による物質の変化として、様々なものを液体窒素に漬ける実験を行いました。ツバキの花は皮手袋の中で握り潰すと粉々になる、ゴムボールはカチカチになり床に落とすと大きな音をたてて割れる、風船は体積が減少して小さくなり取り出すとバリバリと音を立てながら膨らんでいく、といった実験結果に、生徒たちが驚きながら興味津々で取り組んでいる様子が伺えました。
物質変化の実験を各班で行った後は、教卓の前で、気体の二酸化炭素をビニール袋に入れて冷却し固体のドライアイスにしたり、気体の酸素を冷却して薄い青色の液体酸素にしたりする実験も行いました。最後に液体窒素で冷却した酸化物超伝導体がネオジム磁石の上で浮上することや、逆さまにしても空間に超伝導体が固定される様子を観察しました。
アンケートでは、「初めて液体窒素を見て一瞬で凍っていたので驚きました。また、最後の超伝導の実験の時、逆さまにしても浮くということに驚きました。とても楽しかったです」「理系がもっと好きになりました」「人生の中で見ることができないような現象が見れて楽しかった」などの意見がありました。
物質の三態についての説明
物質の変化(ツバキの花の冷却)
超伝導体(マイスナー効果)