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scene 01ろうそくの火のふしぎ
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「ヨウダエモン参上! 今日考えるテーマは、『ろうそくの火のふしぎ』」とヨウダエモンが現れました。ガラスのびんに火がついたろうそくを入れ、ふたをすると…。しばらくして火が消えます。もう一度入れると、今度はすぐに消えます。火が燃えたあとの空気では、火がすぐに消えるのはどうしてでしょう? 「まずはこれを予想しよう! 予想のための手がかりを見てくれ!」とヨウダエモンが言いました。

scene 02予想の手がかり「空気の成分と石灰水」
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ろうそくが燃える前の空気は、ちっ素約78%、酸素約21%、二酸化炭素約0.04%などが混ざり合ったものです。3つの気体をそれぞれびんに集めて、火のついたろうそくを入れると、酸素の中でだけ激しく燃えます。さらに、二酸化炭素と混ざると白くにごる石灰水で実験。ろうそくが燃える前と、火が消えたあとの空気、それぞれに石灰水を入れると、火が消えたあとの空気でだけ、白くにごります。「どうして火が消えるのか、予想はできたかな?」とヨウダエモン。

scene 03予想の例「酸素がなくなった」「二酸化炭素が増えた」
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筑波(つくば)大学附属(ふぞく)小学校のみんなも予想。まず、「酸素が全部なくなったから」。そう予想する理由は「火は酸素がないと燃え続けられないから」。酸素の中では激しく燃えたので、火が消えたのは酸素がなくなったせいという予想です。ほかには、「ろうそくが酸素をもらう代わりに二酸化炭素などを出すから、びんの中に二酸化炭素がたまってろうそくが消えた」という意見。主な予想はこの2つ。『酸素がなくなったから』、『二酸化炭素が増えたから』。それぞれの割合がどう変わったか調べてみましょう。どうなるかな? ある子の予想は「たぶん酸素は半分ぐらいに減って、二酸化炭素は5倍くらいに増えたと思う」。

scene 04酸素と二酸化炭素の割合はどう変わった?
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酸素や二酸化炭素の割合を調べられるのが、『気体検知管』。それぞれどのくらいふくまれているかがわかります。燃える前の空気で、酸素と二酸化炭素の割合を調べると、酸素はおよそ21%、二酸化炭素は0.1%未満でした。火が消えたあとの空気では、酸素はおよそ17%、二酸化炭素はおよそ4%。燃える前と比べると、酸素がおよそ4%減って、二酸化炭素がおよそ4%増えました。「みんな、何に気がついた?」とヨウダエモン。

scene 05実験結果から何が言える?
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筑波大学附属小学校のみんなはどんなことに気がついたかな? 「火が消えたあとは酸素がちょっとしかなくて二酸化炭素がいっぱいあると考えていたのが、ちがった」と言う子。「酸素が二酸化炭素に変わったのかな」と言う子も。確かに、酸素が減った分、二酸化炭素が増えたように見えます。この結果から何が言えるのか、みんな考えを書き始めました。「もぐもぐ。ヨウダー!」。みんなの考えを食べるヨウダエモン。ヨウダエモンの体から、いろいろな考えがどっと出てきました。

scene 06考察の例「酸素が燃えるのに必要な量より減った」
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「酸素が17.1%以上でないと火は燃えない」という考え。どうしてでしょう。「火が燃えるために必要な酸素は、あるからいいというわけではなく、燃えるために必要な量以上ないと意味がない」と言います。なるほど。火が消えるのは、酸素が、燃えるのに必要な量より減ったからだと言えるという意見です。

scene 07考察の例「火を消す物質が増えるから」
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一方、「火を消す性質を持つのは二酸化炭素」という考え。どうしてでしょう。燃えたあと、増えたのは二酸化炭素。だから、火を消したのは二酸化炭素だと言えるという意見です。みんなはどう思いますか? ふしぎモンスターたちも考えます。「酸素、二酸化炭素、両方関係しているに決まっているダーロ」とダーロ。「えー? それもわかっていないよね」とテミルン。「でも、可能性はあるカモ」とカモカモ。「ダーロ?」とダーロ。ヨウダエモンはみんなの考えを食べて満足そうです。でも、疑問も。「みんなの考えおいしかったけど、酸素と二酸化炭素、どっちのせいで火が消えたのか、まだわからないヨウダ」。

scene 08どんな実験をすればわかる?
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そこで、どんな実験をすればわかるのか、考えてもらいました。まず、ちっ素75%、酸素21%、二酸化炭素4%の気体に火を入れてみるという実験。これで何がわかるのでしょう。「燃えたら酸素が原因で、燃えなかったら二酸化炭素が原因」という説明です。二酸化炭素は火が消えたときと同じ4%。火が消えたときと同じ量なのに燃えたら二酸化炭素は関係ない。つまり、これで燃えたら、えいきょうしているのは酸素の量。一方、酸素は燃える前と同じ21%。酸素の量が燃える前と同じなのに火が消えたら、えいきょうしているのは二酸化炭素の量という意見です。

scene 09実験してみると…?
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実験してみましょう。まず酸素を、びんの21%の線まで入れます。次に、二酸化炭素を4%分入れます。残り75%はちっ素を入れます。そのびんの中に、火のついたろうそくを入れると、どうなるかな? すると、「燃え続けた!」とヨウダエモン。ほかには、酸素17%、二酸化炭素0%、ちっ素83%で調べるという実験案も出ました。実験してみると…。「火が消えた!」とヨウダエモン。「この結果から、何が言える?」。

ふしぎエンドレス 理科6年
火が消えるのは?
集気びんの中で最初は燃えていた火が消えるのはどうして?空気の成分・ちっ素、酸素、二酸化炭素のどれかが関係しているのか、調べる方法は?実験結果から何が言える?

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