二酸化炭素の液体

高等学校の熱分野でおこなっている、教科書にないおもしろい実験を紹介します。

　
　熱分野では、シャルルの法則を扱いますが気体の体積が絶対温度に比例するのは、室温
以上の温度です。つまり、温度を下げていくと気体は液体、固体へと状態変化をします。
この辺を授業で紹介するために、授業でドライアイスや液体窒素を使って空気を冷やして
いく実験をおこなっています。これですますのでは、せっかくのドライアイスや液体窒素
がもったいないので、ドライアイスの液化、そして液体窒素の固化の実験をおこない、三
態変化の考察をおこなっています。

実験

1. 　二酸化炭素の液体

　　　　　気体の断熱圧縮の実験を見せるための圧火装置のガラス管中にドライアイスを
　　　　いれ圧縮します。ゆっくりと圧力を増していくと、液体が観察できます。観察後
　　　　はガラス管中の圧力が高くなっているので注意しながらピストンをはずします。
　　　　ピストンをはずした瞬間、中から二酸化炭素が急激に飛び出し、このとき再び固
　　　　体（ドライアイス）に戻ります。
　　
2. 　液体窒素の固化

　　　　　液体窒素をフラスコに入れガラス管付きのゴム栓をします。ガラス管から真空
　　　　ポンプで気体を抜いていくと中の液体窒素が激しく沸騰します。しばらく沸騰を
　　　　続けた後、白い氷のように固化します。これは水でも同様の実験ができ生徒の興
　　　　味を引きました。またこの他、アルミの空き缶に液体窒素をいれ持ち上げておく
　　　　とおくと、まわりから液体が落ちてきます。これは液体酸素で試験管にとって磁
　　　　石を近づけると磁石に吸い付いてきます。