液体窒素を使って、低温の世界を体験する。

　　ジュワー瓶、ビーカー、液体窒素、花、スーパーボール、ゴム管、はさみ、軟式テニスボール、ゴム風船、木槌、フイルムケース、空き缶、ひも、試験管、ネオジウム磁石、真空ポンプ、自由落下用ガラス管、弁当用アルミの舟、軍手、割り箸、ピンセット

1. 　液体窒素をジュワー瓶に入れ、花を突っ込んで凍らせる。
2. 　スーパーボールを入れて凍らせる。
3. 　ゴム管を３cm位に切って液体窒素に入れ、凍らせて木槌で割る。
4. 　軟式テニスボールを液体窒素に入れ、凍らせて木槌で割る。
5. 　ゴム風船を液体窒素に入れ、凍らせて木槌で割る。
6. 　果物（バナナやミニトマト）を入れて凍らせる。
7. 　フイルムケースに液体窒素を５mmぐらい入れ、立てて蓋をする。しばらくすると、ポーーン！と大きな音とともに蓋が飛び上がって天井に激突する。
   • 　必ずフイルムケースを立ててから蓋をすること。横になったままで破裂すると、蓋が生徒を直撃するおそれがある！
   • 　また、フイルムケースは新しいものを使うこと。この実験を何度か繰り返すとケースは劣化し、ケース自身が破裂する。授業の本番で破裂して生徒の眼にでも直撃したら大変！
   

8. 　ひもで吊した空き缶に液体窒素を少量入れる。しばらくすると、空き缶の表面で酸素が冷やされて液体酸素の露ができる。空き缶の下端に試験管をあてがって、液体酸素を受ける。
   • 　酸素の沸点は窒素よりわずかに高いので、空気中の酸素だけが液体になる。
   • 　液体酸素は薄い青みがかった色をしている。回収された液体酸素の色を観察して、これが窒素でなく酸素であることを確認する。
   • 　液体酸素は磁性を持つ。試験管に回収した液体酸素をネオジウム磁石で吸い寄せてみる。
9. 　液体窒素を弁当用アルミの舟に入れ、自由落下用ガラス管に入れてゴム栓をし、真空ポンプで真空に引く。しばらくすると、液体窒素が固体窒素になる。
   • 　窒素の凝固点は沸点よりわずかに低いだけなので、液体窒素を冷やせば固体になる。
   • 　ガラス管の中を真空にすれば、液体窒素は断熱状態に置かれることになる。液体窒素は盛んに蒸発するが、蒸発の際に気化熱を奪うので、液体窒素の温度はさがり、やがて凝固する。

10. 　各班にビーカーに液体窒素を注いで渡し、自由に遊ばせる。
    

　まず液体窒素を入手しなければなりません。

　本校では、５リットルのジュワー瓶を購入し、ガス屋さんに頼んで、必要の都度液体窒素を詰めてもらっています。
　ガス屋さんは馴染みの店を作っておくと良いようです。本校では堺に工場がある「四国アセチレン販売」さんにお願いしています。１リットル８００円です。

　液体酸素や固体窒素を作る実験は、対象学年学年によって入れたり入れなかったりするのがよいようです。本校では高校２年の物理選択者にさせるのが常ですので、入れていますが、相手が中学生ならばものを凍らせて遊ぶに留めておいたほうがいいかもしれません。

　固体窒素を作る実験では、真空漕に適当なものがあると思うのですが、本校では自由落下用のガラス管しかなかったので、それを使いました。他に適当な道具があればぜひ教えて下さい(^_^)。

　この実験については、四天王寺高校の大野先生にご指導をいただきました。また、「青少年のための科学の祭典・札幌大会」のパンフレットを参考にさせていただきました。ありがとうございました。

おもしろ物理教室「-196℃の世界」

高エネルギー物理学研究所の上ヱ地　義徳さんのサイトです。液体窒素について、より詳しい情報がわかりやすく記載されています。

低温の世界

中央大学理工学部物理学教室　長嶋　登志夫さんのサイトです。液体窒素についての実験が豊富です。