実験 5 実験のまとめ 実験 2 ~ 4 でつくった電池の中で、 ダイオードを長く明るく光らせた電池 は何だっただろうか ? 一緒に光らせ ひかく て比較してみる。 2 〇の電池を、ダイオード以外の豆電球や モーターに取りつけてみる。光ったり動 いたりしただろうか ? 0 0 その点、乾電池ってす ごいわね。もっと大切 に使わなくちゃ ! 電池のムダづかい をなくす方が、電 池をつくることよ り難しいかも知れ ないよ。 どの電池も、 すく、には電気 が起こりにく かったね・・ 0 0 0 0 0 0 0 0 省エネリサイクル きルポート 実験 2 ~ 4 で様々な電池をつくったね。どの電池が明るく長い時間、ダイオー ドを光らせたかな ? 表にまとめてみると、わかりやすいよ。また、手づくり 電池の電流の流れるしくみを、イラストにしてつくり方と合わせて説明しよう。 材料については、電流 が流れる上での役割な どにも触れる どの手づくり電池 が、実用的に使え そうか記しておく レポート 行につくった電池、 列に光った時間を記 し、〇、△、 x など て明るさを示す 用・したもの ふ 実の方法と結果 129

省エネ リサイクル 身近なもので 小さな電力ではたらく電化製品が増 え、電池の用途はますます広がってい るよ。しかし、一度使い切ったら捨て てしまう電池。埋めても燃やしても、 手づくり電池実験 有害な物質が残ってしまうんだ。乾電 川池に代わる電池を身近なものでつくっ てみて、電気を起こしてみよう。 かんでん △燃料電池は、水素や酸素を 反応させて電気を取り出す発 電装置で、次世代のエネル ギーとして注目されている。 一 ) 0 一、新日 0 0 十 32 △様々な電池。電池は化学電池と物理電池に分けられ、さらに化学電池の中でも、 一度使い切ると使えない 1 次電池、充電できる 2 次電池、燃料電池に分けられる。 じゅうでん 実験 1 実験準備 ※銅板と亜鉛板、導線は下の数より多めに用意しておきましよう。 1 銅板と亜鉛板を、金切りばさみで縦横 3 残った銅板と亜鉛 3cm 角に切り、それぞれに導線を巻きつ 板を、導線の両端に ける切りこみを入れておく。 巻きつけ、つないで いく。図のものを 4 2 と同じよ うに導線を それぞれ 5 枚 組用意しておく。 巻きつける ずつ同じ数 用意する 1 0 以下に ならないよ うにする 3 3cm 2 2 0 c m ほどに 切った導線を 6 本 用意する。 2 本は + 極 銅板と亜鉛板、そ 銅板 れぞれに巻きつ け、図のように、 端を発光ダイオー ドの電極に取りつ けてつなぐ。 124 発光ダイオードとは ? きんぞく エナメル線など金属 英語名の頭文字を取って LED と 膜をはっているもの りようたん は、両端をやすりで も呼ばれます。十極と一極を持 はがしておく 亜鉛板 ち、順方向に電圧をかけたとき のみ、わずかな電流で発光しま ちが す。図のように長さの違うもの は長い方が十極、また太さの違 うものは、太い方が十極です。 電極を間違えてつなぐと光らな いので、注意しましよう。 十極 取れないようにセロハン テープで補強する

ポルタ電池のしくみ 実験 3 のように、 2 種類の金属を使っ 入っていくイオン化傾向があります。金 て電気を発生させるものを、ポルタ電池 属板に残された電子には、一極の電気が と呼びます。金属の原子は、電解質の水 たまります。この一極の電気が、導線を 溶液に入れると、電子をおいて溶液中に 伝わり銅板へ流れるのです。 0 0 ↓ 水素の陽イオン ( + 極 ) 電子を送る 一極になる 十極と結びつくため、 電子 ( 一極 ) は銅板に たまらない 電子を受け取る 十極になる 板 0 板 ( 電解質の水溶液 ) ← うすりゅうさん 亜鉛板が薄い硫酸に溶け、 亜鉛イオンになって溶液 中に出ていく。 亜鉛板に残された電子に、一の 電気がたまる。この一の電気が、 導線を伝わり銅板に流れる。 銅まで流れてきた電子は、硫酸 に含まれている水素イオンと結 びつき安定することができる。 ぶく 実験 4 炭で電池づくり 発光ダイオードの両足に、それぞれ 20cm ほどの導線をつけ、クリップとつ なげる。 省エネリサイクル 2 1 アルミホイルの上に、キッチンペー バーを乗せる。スポイトで濃い食塩水を かっせいたん しみこませてから、活性炭を敷きつめる。 活性炭小さじ 1 ばいほど 1 1 し じゅうぶん クリップは充分 やすりをかけて、 ステンレスをは がしておく ( 十極 ) ( 一極 ) 2 アルミホイルを 1 0 c m 角に、キッチンペー バーを 15cm 角に切り、アルミホイルを 8 つ折 りに、キッチンペーバーを 4 つ折りにする。そ れぞれ、折ったものを 10 枚ほど用意しておく。 キッチンペーバーは、アルミホイルより大 きくなるようにする。アルミホイルとキッ チンペーバーを層にしていく際、アルミホ イル同士がくつつくと、電流か流れなくな キッチン 1 Ocm アルミ ホイル 1 Ocm 127

省埀ネ リサイクル、 118 - はいしゆっりよう ニ酸化炭素排出量調査 かんきよう 環境を守る省エネとリサイクル。ムダなエネルギー を使わないこと。新しくつくるのではなく、使い なければならない。 牛乳バックリサイクル紙 102 紙質実験 身近なもので手づくり電池実験 ロロ 124 ロロ 汎ー 2 をい ロロロ。 ロロロ はいゆ 廃油からリサイクル 石けん実験 1 10

ネ ■に廴 ※各自由研究のペ ージにある、右上の バネルの数は、おお よその所要時間、難 易度を 3 段階に表わ しています。 植物の吸水、 牛乳ノヾックリサイクル紙 紙質実験 蒸散実験 食中毒を防く 廃油からリサイクル 74 石けん実験 カビ対策実験 1 1 0 太陽エネルギー 植物の営み 78 実験 光合成実験 身近なもので 草木染め実験 94 手づくり電池実験 124 102 はいゆ 困ったときには、一人で 悩んでないで、この「お 助けノート」を読もうね。 1 14 0 たいきおせん プラスチックの 大気汚染の ゴミ調査 植物への影響調査 82 ニ酸化炭素 身近な雑草の 88 排出量調査 分市調査 1 18 電気はとこからやって来る ? 発電所調査 130 まとめ方 お助けノート 調へ方 お助けノート 使い方 お助けノート 材料・道具 お助けノート えいきよう 106 136 はいしゆっりよう 調査から 始めるぞ ! 138 140 142 3

調査 新エネルギーを探れ 三つの発電方法以外に、環境問題を起こしにくい自然の力を利用した発電方法 があり、使用されているもの、研究中のものがある。図にあげたもの以外にも、 太陽光発電 ()I 1 4 参照 ) などがあり、それぞれの特徴を調べてみる。 写真 燃料電池 風力発電 風のカで風車を回して 発電する。季節や時刻 によって、発電量が変 わってしまうのが難点 である。日本では約 18 キロワット 万 kW ( 2 0 0 1 年度 ) の電力が、風力発電に よってつくられている。 水を電気分解すると水 素と酸素が発生する。 このしくみを逆に利用 し、水素を空気中の酸 素と反応させて発電す る。 ()I 24 参照 ) はりよく ちねつ 波力発電 地熱発電 火山のマグマの熱で発 電する。天然の水蒸気 を利用する。人工的に さいくつ 採掘して蒸気を取り出 す方法も研究されてい るが、環境破壊の恐れ もある。 ()I 7 参照 ) 海の波の上下運動で発 電する。海洋エネル ギーを利用した発電方 法はこの他にも研究さ れており、海洋の温度 ちょうせき 差、潮汐 ( P32 参照 ) を利用したものなどが ある。 省エネリサイクル レポート キミはどの発電所を調査したかな ? 調査した発電所の写真 をはって、電気のつくられ方をイラストにかいて説明しよう。 また、各発電方法のよい面やわるい面をまとめてみよう。 発電方法ごとの、環境 発電所の周囲も写真に レポート への影響をしつかりと とっておく 記す 各発電方法で、取り組ま なければならない問題や 新エネルギーについても 触れる 用・したもの 目的 調ヾの方法と黠果 135

実験 3 ーよ 水溶液で電池づくり 水を入れたコップをいくつか用意し、図 あえんばん のようにして銅板と亜鉛板を入れてつな げていく。発光ダイオードは、光っただ ろうか ? また、コップの数を増やすと、 結果は変わっただろうか ? 実験 2 の原理と同じで、 ーっのコップに銅板と 金属板は、しっ 亜鉛板が入るようにする かり水につかる ようにする 実験 2 の結果を元に、塩やしようゆ、 3 各水溶液について、同じ手順で実験してみる。 酸味料の入ったジュースなど、水に溶か コップの数を増やしていき、それぞれの数で、 すと電流を流しそうなものを考える。 1 光った時間、明るさの違いを観察する。どの水 種類ごとに、水に溶かしたコップを、 5 溶液が、ダ ~ 6 個ほど用意しておく。 イオードを 長く明るく 光らせたた ろうか ? 1 0 一 0 ー と 4A4 電流を流す水溶液 2 水溶液の入ったコップに、銅板と亜鉛板を のように入れつなげていく。発光ダイオードは、 光っただろうか ? コップの数を増やし、それぞ れの数で、光った時間、明るさの違いを観察する。 水に溶かすと電流を流すようになる物質 でんかいしつ を、電解質の物質といいます。この電解 質の水溶液の中に、電極を入れて電流を 流すと、物質の粒子が溶液中を動くこと から電気が運ばれ、電流が流れやすくな りゆうし を持ちます。この電気 は水に溶けると、十 と一の電気を帯びた粒 子に分かれます。 れ、電気が運はれます。 金属が溶け出し人体に有害な場合があるので、 実験に使った水溶液は飲まないようにしよう。 126

用意 するもの 宝同反・亜金 6 本反※それぞれ、 10 角程度のものでよい。銅板の代わりに 10 円玉、亜鉛板に 1 円玉を使えるが、電流の流れは悪い。 金切りばさみ・導線※エナメル線やビニル線を使う。・紙やすり・発光ダイオード (LED) セロハンテープ・果物や野菜・果物ナイフ・ストップウォッチ・キッチンペーバー 水に溶かすと電流を流すと思うもの ( 塩、しようゆなど ) コップ※なるべく紙コップなどを使う。 かっせいたん クリップ・アルミホイル・活性炭・はさみ・スポイト・厚紙・豆電球やモーター あえんはん 工ルイーディー 実験 2 果物、野菜で電池づくり 家の中で、果物や野菜 ( 野菜は根菜類な ど、銅板と亜鉛板をさしこめるかたまり になっているもの ) を探す。なるべく、 水分を多く含むものがよい。 実験に使うと食べられなくなるの で、お家の人に断わってから使おう。 1 ふく 2 同じ種類の果物 2 それぞれのかたま や野菜を輪切りに りに、発光ダイオー する。それぞれの ドをつなげた銅板と かたまりに、導線 亜鉛板をそれぞれさ でつながる銅板と す。電流が流れて、 亜鉛板をさしこむ。 発光ダイオードは 光っただろうか ? 3 輪切りにしたかたまりの数を増やし、図 のようにつなげていく。それぞれの数で、 光った時間、明るさの違いを観察する。 1 省エネリサイクル ミカンはよく ほぐしておく ーっのかたまりに 銅板と亜鉛板が 1 枚ずっささる 両端のかたまりの銅板と亜 鉛板は、発光ダイオードと つながっているものになる 4 各果物や野菜について、同じ手順で実験し てみる。かたまりの数による、光った時間、 明るさの違いを観察する。どの果物や野菜が、 ダイオードを長く明るく光らせただろうか ? さしこむ部分に、ナイフで切 りこみを入れておくとよい 0 125

番ミ をの 極下 十番 イ ダに の しイ置て 意ホにせ ミ上る でルの紙せ アル厚さ ① こ定 のイ安 3 上ホ お 2 1 でつくったアルミホ イルとキッチンペーバー を順に重ねていき、 5 層 ぐらいにする。上下には 必ず、アルミホイルがく るように重ねる。 4 厚紙を手できゅっと押さえて、食塩水をしみ せっしよく 出させ接触をよくする。発光タイオードは光っ ただろうか ? 光った時間、明るさを観察する。 ぬれないように、 新聞紙などを 敷いておく 5 層の数を増やしていき、それぞれの数で、 ちが 光った時間、明るさの違いを観察する。数に よって、どれくらいの差があっただろうか ? これで 1 層 かんてんち 乾電池のしくみ マンガン乾電池 かっせいたん でんどう 活性炭などの炭素は、電導 性がよいことから、図のよ うに実際の乾電池にも利用 でんかいえき されています。電解液と接 あえん した一極側の亜鉛かんが溶 けて、電子を出します。そ みちび の電子が炭素棒に導か れ、十極側の電解液中のニ 酸化マンカンに流れるしく みです。 せい ごうざい 十極合剤 ( 塩化亜鉛を溶かした電 解液に、ニ酸化マンガン と炭素棒を混ぜたもの ) 十極 空気室 密閉用のふた しきり紙 と 電気を通さない 絶縁体のカバー 亜鉛かん ( 以前は、 亜鉛を長持ちさせる ため、内側を水銀で おおっていた ) ぜっえんたい 炭素棒 セバレーター ( のり状電解液をぬった 紙、十極と一極を分ける ) ※ここでは、区別しやすいよ うに内部の色をつけています 128

本文デサイン 企画・編集 イラスト 写真撮影 写真提供 【主な参考文献】 京都工芸繊維大学教授左巻健男 スタジオカメ ( 伊地知活彦藤原栄美 ) 塚越文雄 千代田スタシオ ( 溝ロ清秀 ) P110 、 142 NNP ※ P142 と流用分を除き、記載のない写真全て 望月秀明 0P0 、 PPS 通信社、東京都水道局、ネイチャー・プロダクション、 九州電力 ( 株 ) 、中部電力 ( 株 ) 、東京電力 ( 株 ) 、関西電力 ( 株 ) 、 工房あまね、フェニックス ( 株 ) 、 FoEJapan 、合同出版 ( 株 ) ( 株 ) メイフラワ ( 株 ) 童夢 「トコトンやさしい水の本」谷腰欣司著 / 日刊工業新聞社「おいしい水安全な水」左巻健男著 / 日本実 業出版社「だれでもできるパックテストで環境しらべ」岡内完治著「よくわかる自然エネルギー Q & A 」自然エネルギー推進市民フォーラム編 / 合同出版「水と油と海面と」村井健司著 / 高輪出版社 かいようおせん 「海洋汚染」「大気汚染」安部喜也監修 / 偕成社「温泉の医学」飯島裕一著 / 講談社現代新書「日本の 火山」大木靖衛十小林忠夫編著 / 平凡社「氷の世界」東海林明雄著 / あかね書房「大気汚染と酸性雨」 塚本治弘著 / さ・え・ら書房「日本の水道生物 - 写真と解説 - 」 / 日本水道協会「海・ふしぎな世界」伊東 正喜著「台風をとらえる」村松照男著 / 岩崎書店「水のリサイクル」「プラスチック」「暮らしとごみ」 「電池」半谷高久監修 / 小峰書店「ヒル風の知識」風工学研究所編 / 鹿島出版会「コケの世界」高木典 雄生出智哉吉田文雄監修・執筆 / ( 財 ) エム・オー・エー美術・文イヒ財団「フィールド図鑑」奥田重俊著 / 東 海大学出版会「野の植物誌」大場達之編・解説 / 山と渓谷社「地球温暖イヒ日本はどうなる ? 」環境庁 地球環境部編 / 読売新聞社「「地球のすべて』がわかる本」向山洋一編岩切洋一著 / PHP 研究所「ケ ナフの絵本」ちばこうぞう編 / 農文協「石けん屋さんが書いた石けんの本」三木春逸三木晴雄著 / 三水 社「環境白書」環境省編 / ぎようせい「原材料・エネルギーとリサイクル」花形康正著 / 国土社 たいきおせん 中学生の環境とリサイクル自由研究 編者 発行者 印刷所 成美堂出版編集部 深見悦司 株式会社東京印書館 発行所 成美堂出版 ◎ SEIBIDO SHUPPAN 2003 PRINTED IN JAPAN I S B N 4 ー 41 5 ー 0 2 2 8 3 ー 9 落丁・乱丁などの不良本はお取り替えします ・定価はカバーに表示してあります