小さな子に「氷と水は同じもの？」とたずねると、「ちがうよ」と答える子が少なくありません。片方はかたくて冷たく、もう片方はぱしゃぱしゃはねるからです。「同じ水が、すがたを変えただけ」と気づくのは本当の発見で、冷凍庫とコップがいくつかあれば、おうちで、お子さんにもできます。
この記事では、水の3つのすがた、固体（氷）、液体（水）、気体（水蒸気）にそって、4〜10歳ごろのお子さん向けの小さな実験をご紹介します。おうちでの実験はどれも同じ流れで進めるのがおすすめです。まず予想し、ためして、よく見て、それから説明するという順番です。
だれが何をするか
この実験のほとんどは、冷たい水と冷凍庫があればできます。お湯を使う部分は大人の仕事です。
- 保護者の方がすること： 水をあたためる、湯気の出ているなべややかんの上に物をかざす、お子さんをコンロから腕の長さ以上はなしておく。湯気は、ほとんど見えなくてもやけどのもとになります。
- お子さんがすること： 製氷皿に水を入れる、入れ物を選ぶ、予想する、観察する、時間をはかる、絵をかく。
- かんたんなルール： 「お湯は大人の手でさわるもの。あなたの仕事は目になること。」
3つのらんがある紙が便利です。「わたしの予想」「どうなった？」「どうして？」。まだ字が書けないお子さんは絵をかいたりチェックを入れたりして、お子さんの言ったことを保護者の方が書きとめてあげましょう。
氷：手でもてる水
氷は固体のすがたの水です。固体は自分の形をたもちます。氷のかたまりは、とけはじめるまで四角いままです。
- 形をしらべる実験： 製氷皿、ヨーグルトの空き容器、小さなシリコンの型など、いろいろな入れ物に水を入れて、ひと晩こおらせます。朝、氷をとり出して聞いてみましょう。「この氷の形はどこから来たのかな？」
- のぼっていく線： 小さなプラスチックのコップのふちまで水を入れ、水面の高さにペンで線を引いてこおらせます。次の日、氷が線より上にふくらんでいることがよくあります。水はこおると少し場所をとるので、水の入ったガラスびんを冷凍庫に入れるとわれることがあります（ためすのはプラスチックだけにしてください）。
- とけるくらべ： 1つの氷をキッチンのお皿に置き、もう1つはきれいな手に持って、しっかりしめた袋に入れます。どちらが先にとけるでしょう。どうして手のほうがキッチンよりあたたかいのでしょうか。
水：入れ物の形になる
液体の水には自分の形がありません。流れて、入れ物の形になります。
同じカップ1杯の水を、背の高い細いグラス、ひろいボウル、平らなトレーに順に移してみましょう。そのたびに「水は今、多くなった？ 少なくなった？ 同じ？」と聞きます。4〜6歳の子には、水面が高いので背の高いグラスのほうが「多い」と答える子がたくさんいます。すぐに正さず、いっしょに最初のカップにもどして、同じ高さになるか見てみましょう。大きいお子さんなら、計量カップではかることもできます。
固体と液体のちがいを話すのによい機会です。
| 氷 | 水 | |
|---|---|---|
| 自分の形をたもつ？ | はい | いいえ、入れ物の形になる |
| 注げる？ | いいえ | はい |
| 手でもてる？ | はい、しばらくの間 | 指の間からこぼれる |
水蒸気：目に見えない水
水をあたためると、一部は水蒸気という気体に変わります。水蒸気は目に見えません。なべの上の白いもくもくは、じつは水蒸気が冷たい空気にふれてできた、何百万もの小さな水のつぶです。
なべを観察する（大人がすべてを持つ）： お子さんが安全な距離から見ているあいだに、なべで少しの水をわかします。水面のすぐ上にある透明な部分と、そのすこし上の白いもくもくを指さして教えましょう。つぎに、冷たい金属のふたをなべの上に少しの間かざして、ふたについた水てきを見せます。「この水のつぶはどこから来たのかな？」と聞いてみましょう。
熱がなくても水が消える：
- あたたかくて乾いた日に、筆とコップ1杯の水を渡して、地面やかべに水で「絵をかく」遊びをします。絵がだんだん消えていくようすを見ましょう。水はどこへ行ったのでしょう。
- 雨のあと、水たまりのまわりをチョークでなぞります。1時間後にもどって、もう一度なぞります。水たまりは、輪っかをひとつずつ残して小さくなります。
- ぬれたふきんを、1枚は日なたに、もう1枚は日かげにつるします。どちらが先にかわくでしょう。
どれも蒸発を表しています。水がふっとうしなくても、少しずつ目に見えない水蒸気に変わっていくことです。太陽、あたたかさ、風があると、はやく起こります。
そして、もどる：冷たいグラスの水てき
とても冷たい水を入れたグラス、または冷蔵庫から出したばかりのグラスを、あたたかい部屋のテーブルに置きます。数分たつと、グラスの外側に水てきがつきます。お子さんに先に予想してもらいましょう。水がグラスをしみ通ってきたのでしょうか。
この水は空気から来ました。部屋の空気には、いつも目に見えない水蒸気が少しふくまれていて、冷たいものにふれると、また小さな水のつぶにもどります。これが結露（凝結）です。おふろのあとの洗面所の鏡や、冷たい窓に息をふきかけたときにも、同じことが見られます。
お子さんといっしょに、ここまでの話をまとめてみましょう。
| 変化 | 起こる理由 | どこで見られる？ |
|---|---|---|
| 氷 → 水（とける） | あたたかさ | お皿の上の氷 |
| 水 → 氷（こおる） | 冷たさ | 冷凍庫の製氷皿 |
| 水 → 水蒸気（蒸発） | 熱、太陽、風 | かわいていく水たまり |
| 水蒸気 → 水（結露） | 冷たい表面 | 冷たいグラスの水てき |
大きいお子さんなら、この4本の矢印を円にして描けます。それは水のじゅんかんをかんたんにえがいたもの、つまり水が海から雲へ、そして雨になってもどってくる旅そのものです。
Dologiの「ビンを いっぱいに」パズルでは、ビンをいっぱいにするのに水が何ばい必要かを考えます。水であそぶことから、水がどれだけ入るかを考えることへの小さな一歩です。
まとめ
- 水には3つのすがたがあります。固体の氷、液体の水、目に見えない水蒸気です。どれも同じ水です。
- 氷は形をたもち、水は入れ物の形になり、水蒸気は空気の中にひろがります。
- お湯と湯気は大人の仕事です。お子さんは見て、予想して、記録します。
- かわいていく水たまりと冷たいグラスの水てきは、熱を使わなくても蒸発と結露が起こることを教えてくれます。
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