オープニング

レールのつなぎ目にある、すきま。およそ１cm。太陽が照りつけるレールをじっと見ていると、すきまがなくなっていきました。金ぞくが大きくなる？

ひとみちゃん、工場にやってきました。ここでは鉄などの金ぞくを使って、大きな機械の部品を作っています。その一つが、発電機の部品。じくと輪を組み合わせて作られています。輪にじくをはめこむのです。ひとみちゃん、じくを手に取り、輪にはめこもうとしますが、入りません。じくの直径は99．2mm。輪のあなの大きさは98．2mm。あなのほうが１mm小さいのです。でも工場の人は、あなのほうが小さくても入れる方法があるといいます。

使うのはガスバーナーです。およそ５分、輪をあたためました。すると、さっきは入らなかったじくが、輪に入りました。そして時間がたつと、じくはぬけなくなりました。そのまま水につけると、ハンマーでいくらたたいてもはずれないくらい、かたくくっつきました。どうしてでしょう。最初はあなが小さくて入りませんでした。でも、輪をあたためると入りました。そして水につけてさますとぬけなくなりました。金ぞくは、温度によって大きさが変わるのでしょうか。

金ぞくのぼうを使ってたしかめてみましょう。ぼうをガスバーナーであたためます。ぼうのかたほうは、動かないようにしっかり固定します。反対側は、ストローを付けたはりの上に置いてあります。ぼうがのびるとはりが転がって、ストローが回るようになっています。温度の変化は特殊（とくしゅ）なカメラで見ます。温度のちがいが色でわかるカメラです。

実験開始です。ガスバーナーに火をつけます。特殊（とくしゅ）なカメラで見ると、金ぞくのぼうの温度が高くなっていくのがわかります。時間をちぢめて見ると、ストローが回っていました。ということは、「あたためると大きくなる」。では、火をとめるとどうなるのでしょう。火をとめてしばらくすると、ぼうの温度が下がっていきます。ストローもさっきとはぎゃくに回り始めます。ということは、「さめると小さくなる」。金ぞくは温度によって大きさが変わるのです。

発電機の部品の金ぞくの輪も、大きさが変わっていたのでしょうか。ガスバーナーであたためたときのあなの大きさをはかると、99．4mmになっていました。あたためる前とくらべて1．2mm大きくなっています。じくよりも大きくなったのです。金ぞくのぼうは、あたためると大きくなってのびます。金ぞくの輪の場合も、あたためると金ぞくがのびて輪が大きくなります。温度によって金ぞくの大きさが変わることを利用していたのです。

最後にこんな実験をしてみました。輪よりもじくのほうが少し大きい部品を用意し、今度は、中に入れるじくのほうを冷やしてみます。使うのはドライアイス。うんと低い温度に下げます。冷やすとどうなるのでしょう。じくが輪に…。