ドキュメント鑑賞☆自然信仰を取り戻せ！

テレビでドキュメントを見るのが好き！
1回見ただけでは忘れてしまいそうなので、ここにメモします。
地球環境を改善し、自然に感謝する心を皆で共有してゆきたいです。

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2009.06.14 Sunday 12:00

ちょっと危険なサイエンス

でんじろう先生の大実験　電子レンジに潜む大きな危険

電子レンジでゆで卵

大爆発！
電子レンジの取り扱い説明書には、「卵はそのまま加熱しない。」と書かれており、国民生活センターには、卵でも事故が数多く報告されている。
何故卵は爆発するの？
卵は殻で覆われている。
お湯で加熱していく場合は外側から静かに熱が浸透してゆく。
電子レンジの場合、卵全体を一気に加熱。
熱は中心の黄身にこもりやすく、急激に加熱される。
その際黄身から水蒸気が発生し、白身や殻を押し破り一気に噴出する。

↑クイックエッグボイラー（Boild Egg Maker）

電子レンジで温めたお湯にインスタントコーヒーなどの粉末を入れると

熱湯が噴出！
コップに水を入れ、電子レンジで３分間加熱、取り出したカップにインスタントコーヒーの粉を入れると熱湯が噴出する。
もし手に持っていれば大やけど。
何故突然沸騰するの？
ガスコンロでお湯を沸かす場合、底に接する水が強く熱され、対流を起こしながら徐々に沸騰する。
電子レンジの場合、全体を急激に加熱するため、対流も起こらず100度を超えても沸騰しない状態になる。
そこにコーヒーの粉末を入れるなどのキッカケがあると沸騰し、熱湯が噴出する。

金属で装飾された皿を電子レンジで使うと

火花！
金属の部分が黒焦げになる。
何故焼けてしまったの？
電子レンジは電磁波を照射し、ものを温めている。
電磁波がお皿の金属部分と反応すると火花が発生する。
この火花の温度は2000度に達することもある。

電球（白熱灯）を電子レンジで加熱すると

発光！
フィラメントが溶け、フィラメントにつなっていた電線の部分も溶けて丸くなっている。
何故電子レンジで電球が光るの？
電球はフィラメントと呼ばれる燃えにくい金属に電気を通し、高温にすることで発光している。
電子レンジの電磁波を電球にあてると、電球のフィラメントやそれを支える金属が反応し発光する。

蛍光灯は電極と電極の間の蛍光ガスがVHF帯の高周波（電磁波）で発光する仕組み。
そのためこの実験はフィラメントが切れた蛍光灯でもできる。
電子レンジの出す電磁波はVHF帯を超えるUHF帯の電磁波のため、より強く蛍光灯は輝く。

電子レンジは何故ものを温めることができるの？
物質は分子や原子の小さな粒の集合体。
水はたくさんの分子で構成されている。
水の分子が目に見えるとすれば、それはコップの中にビーズが詰まっているような状態。
電子レンジは電磁波、マイクロ波を発生させて、食材の水分子を超高速振動させて、周囲原子との摩擦によって加熱調理する。
マイクロ波は、マグネトロンという発振器で発生され、1秒間に24億5千万回(2450MHz＝2450×10⁶Hz←水分子の固有振動数)プラスとマイナスの電極の変化を繰り返す。
これはＦＭラジオの約30倍、ＡＭラジオの約2000倍に相当する周波数。
作られたマイクロ波は、導波管を通して、中に送りこまれる。

内側の壁は金属で作られている。
電波は金属に当たると反射するので、これにより電子レンジ内では反射して中の物質に有効にあてることができる。
逆に電波をガラスや陶器にあてると浸透する。
電子レンジで加熱したとき茶碗が熱くなるのは内部の食品が温められその熱が茶碗に伝導するため。
電波は、食品のように水分を含む材料にあたると吸収されて発熱する。
水は極性分子なので、プラス・マイナスの極を持っており、これが電波によって分子が振動し、摩擦熱を発生し、食品の内部から発熱する。
これを「誘電加熱」と言う。
正・負の電荷を帯びていない分子(無極性分子)や、振動しにくい物質(固体)には電磁波の影響が少なく、加熱されにくい。
水やアルコールなどの極性分子は、四塩化炭素、ヘキサン、ベンゼンなどの無極性分子に比べ著しい温度上昇が見られる。
そのため電子レ
ンジで極性判別ができる。
扉にはガードスクリーンが張って合り、マイクロ波が外にもれないようになっている。

【実験】濡れたタオルと乾いたタオルを一緒にレンジに入れて一分ほどチンする。
濡れタオルは含んだ水が温まる事で熱くなるが、乾いたタオルは水分を含まないため熱くならない。

摩擦熱

【実験】魔法瓶に水を入れ、針金で作ったコイルを入れる。
魔法瓶を振ることにより、水の分子とコイルがぶつかり合うことで、より振動が激しくなり、水の温度が上がりやすくなる。
実験前の水の温度は23.5℃。
はたして100度にすることはできるのだろうか？
プロレスラーに協力してもらい、５時間20分シェイク！
51℃、29.6℃アップした。

火を使わずにポップコーンができる？
鍋の中にポップコーンの種を入れて激しく振ると…中身がポップコーンに？
実は底のほうにポップコーンが隠されていた。
これを振動させると入れ替えが起こる。
２つの科学的原理がある。
１つは密度偏析：密度が違うものが混ざった状態で振動を与えると、重いものは下へ、軽いものは上へ移動する。
もう１つは粒度偏析：粒が小さいものは下へ、粒が大きいものは上へ移動する。
ごま塩は分離しないように大きめの塩が使われている。

でんじろう先生のキッチンサイエンス
①大根の煮物を科学の力であっという間に作る。
たった15分で味がしみる。大根にどんな仕掛けが？
大根を１晩冷凍する。
そうすることにより細胞が壊され、内部に隙間ができ、その隙間に知るがしみ込んでゆくので早く調理できる。

②カチカチのパンが科学の力でフワフワになる。
袋に入ったフワフワパンの間にカチカチパンを挟み、袋を閉じる。
８時間後、カチカチパンがフワフワになる。
何故？
拡散現象：水分などが自発的に散らばり広がる物理現象。
パンがカチカチということは、水分が少ない状態。
フワフワパンで挟むと水分が散らばり、カチカチパンがフワフワパンと同じ状態になる。

③ホイップクリームが科学の力ですぐできる。
イチゴジャムを入れるだけで、ホイップクリームは通常の10分の1（２分間）でできる。
ホイップクリームは空気と脂肪がくっつくことでできる。
イチゴジャムに入っているペクチンは空気と脂肪をくっつきやすくしてくれる性質を持つ。

科学の力で魔法の料理
日本橋にあるマンダリン・オリエンタルは、超高級ホテル。
38階Tapas Molecular Barは、科学の力を使って普段私達が見慣れている食材を、サイエンス料理へと変身させるエンターテイメントなお店。
ミシュランでも１ツ星の評価を受けた。

○ニンジンキャビア
料理長ジェフ・ラムジーが取り出したのは注射器。
昆布のヌルヌルの主成分であるアルギン酸ナトリウムを加えたニンジンジュースを、豆腐を固める効果を持つ塩化カルシウムが入った水の中に落とすと、膜を張って固まる。

○汁が飛び出す羊肉
料理長「食べる前にナプキンを付けたほうがいいですよ。」
一口噛むと、子羊肉の中からものすごい勢いで汁が飛び出す。
１度切った肉のなかに、スープのゼリーを入れた後、タンパク質を接着する力を持つ酵素を使い、元通りの状態にに戻す。

○スイカ割
叩くとパキーンと割れる。
ゴム風船の中にスイカの皮のジュースを入れる。
液体窒素の中で寒天回転させる。
中のジュースが固まったところで風船に切り込みを入れると、エメラルドのように輝く球体が。
その球体に穴を開け、中に液体窒素で作ったスイカのアイスを流し込む。

でんじろう先生　科学の力でクッキング
○あっという間にシャーベットができる。
オレンジジュースをボールに入れ、そこへ液体窒素（窒素を冷却して液体にしたもの。温度は-196℃。）を注ぐ。
白く出ているのはジュースの水分、水蒸気が霧になっている。
あっという間にオレンジシャーベット完成。

○メレンゲアイス
メレンゲを-196℃の液体窒素で凍らせる。
食べると・・・鼻から煙が！

○ホットアイス　熱い氷
酢酸ナトリウムを水に溶かしたものをグラスに注ぐとシャーベットが・・・
しかしグラスを手に持つと熱い！
酢酸ナトリウムをお湯に溶かし、ゆっくり冷やすと液体の状態を保つことができる。
キッカケがあると一瞬で結晶になる。

でんじろう先生　家庭でできるサイエンスマジック
●燃えないビニール袋
水が入ったビニール袋をチャッカマンで炙るとビニール袋は燃えない。
水が入ったビニール袋に先の丸い鉛筆を刺すと鉛筆が貫通しても水は漏れない。
ビニール袋の表面は水で冷やされているため、火を近づけても溶けない。
鉛筆でビニール袋に開けた穴を、鉛筆自身がふさいでいるため、水は漏れない。

では、気泡が入っている水をビニール袋に入れて同様の実験を行うと…
着火細かい穴が開き、シャワーのように水がでる。
気泡の部分は冷やされないため、ビニール袋に熱が伝わり燃えた。

●コップの中の炎が消える。
コップの中のロウソクに火をつける。
コップの外で声を出すと風は届かないのに火が消える。
音は振動していて、声がコップに伝わった時に中の空気を大きく揺らす。
声とコップの中の空気が共鳴し、中の空気を揺らすので炎は消える。

４つのコップの中に、少しずつ量が違う水を入れる。
空気の量が違うので、共鳴する声の高さは変わる。
空気の量が少ないと高い声に、多いと低い声に反応する。

●電球を浮かす奇跡のパワー
ブロアー（送風機）を使い、電球に向かって下から風をあてると電球が宙に浮く。
ブロアーからでた空気の流れに電球が引っ張られ、バランスがとれて浮くことができる。

●水中に浮かぶシャボン玉
コップの中の水に液体洗剤を３滴入れてかき混ぜる。
ストローでスポイトのように水を吸い上げコップの中に落とすと水中にシャボン玉ができる。
空気の泡ではない。
洗剤を薄めた水の水滴が水面に落ちる時、周囲の空気を巻き込む。
その空気が薄い膜となって水滴を包み込み、シャボン玉ができる。

●フォークとスプーンの謎のバランス
同じ重さのフォークとスプーンをかみ合わせてヤジロベーを作る。
コップの口に爪楊枝をのせ、先端にヤジロベーをのせるとバランスをとり、落ちない。
爪楊枝の根元に火をつけるとコップと接触する部分で火は消えるが、それでもヤジロベーはバランスを保ったまま落ちない。
スプーンとフォークは爪楊枝とコップが接している部分で支えられており（支点）その真下に重心があるのでバランスを保つことができる。
爪楊枝が燃えてなくなっても、スプーンとフォークを支える部分（支点）が残っていればバランスはとれる。

●水が漏れない網
水槽内にコップを入れ水で満たし、下に網を置き、そのまま水槽の外に持ち上げると水は漏れない。
表面張力で水が網に膜を張り、空気が中に入らないので水は漏れない。
空気が灰ら空ければ、水は出て行けない。
ストローで空気を入れると、その分水は押し出される。

でんじろう先生　家庭の危険なサイエンスマジック
電気ポット
電気コードの接触部分にマグネットがついている。
これは簡単に付け外しができ、ひっかけても倒れないようにする工夫である。
しかしクリップなどの鉄製のものがくっついたままコンセントをつなぐとクリップと電極がショートし、1500度以上の火花が！
さらに続けるとクリップが焼けて電源コードのプラスティック部分を熱で溶かし、白煙が！
そして電源コードを抜こうとすると大量の火花が！

燃えやすいものに引火したら火事の原因となることも！
国民生活センターには、電源コードにクリップが付き、実際に発火した事例も報告されている。
クリップに電気が流れ続けると、高温になり、電源コードを燃やしてしまう。

また、“ここまで”のしるし以上に水を入れてしまうと15分後注ぎ口から熱湯が噴出す！
20分後保温状態になり、再沸騰ボタンを押すと沸騰した熱湯が勢いよく注ぎ口から噴出す！
さらに蒸気口からも100度近い熱湯が噴出！
水を入れすぎると蒸気口が塞がれるため、再加熱した時、蒸気と共に熱湯が噴出する。

ドライアイス
ドライアイスとは二酸化炭素を凍らせたもの。
液体の入ったペットボトルのなかにドライアイスを入るとすぐ、ドライアイスが水に溶け、二酸化炭素に戻り、白い水蒸気が噴出す。
そしてキャップを強く閉めると異様な音が…大音量と共に破裂！ペットボトルは木端微塵！
キャップを閉じたため発生した二酸化炭素でペットボトルが膨張。
その圧力耐え切れず破裂する。

国民生活センターには、ペットボトルにドライアイスを入れて振ったところ破裂し、派遣が目に当たり大怪我をしたという報告が寄せられている。

乾燥剤
ボールの中に乾燥剤の中身（生石灰）をいれ、直接水をかけると　水蒸気が発生し、200℃以上に発熱！
乾燥剤を三角コーナーに捨てた場合、水を加えると石灰と水が激しく反応し始め…20分後下に敷いたキッチンペーペーから大きな炎が！

燃えやすいものがあると発火する。
日本中毒センターには、このような事故が年間200件以上報告されている。
経済産業省のホームページでは注意を促している。「周囲に可燃物があると、乾燥剤の発熱により発火し、火災につながる。
生ごみなど水分の含まれたものと一緒にゴミ箱に捨てないで下さい。」
現在は耐水性の和紙を使い、発熱しにくい構造のものが多くなっているが、使用後は水気のないものと一緒に燃えるゴミとして処分しよう。

生石灰は水をかけ、反応させるとライン引きに使う消石灰になる。
もし乾燥剤が水で濡れてしまったら、水をかけるか水の中に入れ、十分反応させてから処理しよう。

圧力鍋
2003年圧力鍋の蓋が飛び、レンジフードを直撃、破損させる事故が報告された。
原因は接続部品の不良。
圧力鍋：密閉し、空気を鍋に閉じ込めることで内部の圧力がおよそ２気圧まで上昇（外は１気圧）。
すると中の水分の沸点は120℃まで上がり、食材に早く火が通る。
しかし何かのひょうしに蓋がずれると　気圧の高い鍋の中の気体は気圧の低い外へ一気に出ようとするので蓋がふき飛ぶ。

圧力の凄さを検証
硬いドラム缶に水を入れ、加熱。
ドラム缶の中は熱湯と水蒸気が充満している。
火を止め、蓋をしっかり閉め、ドラム缶を完全に密閉、ドラム缶の中の温度は98.5℃。
ジョーロで水をかけると鉄のドラム缶が潰れる。
ドラム缶の中の水蒸気の体積は、水の約1200倍。
それが急激に冷やされて水に戻り、内部はほぼ真空になり、外気の圧力で押し潰される。
さらに潰れたドラム缶に再び火を入れると、圧力鍋と同じ原理になる。ドラム缶は膨らむ。
水は熱せられ、水蒸気になり、体積が再び1200倍に笛、ドラム缶を押し広げる。

【圧力鍋の正しい使い方】
①正しい位置で蓋をしてキチンとロック。
②蓋をあけるときは、安全装置で圧力を抜く。
③水をかけ冷やし、中の圧力を十分に下げてから開ける。

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2017.11.05 Sunday 12:00

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