カイロの作り方!材料と仕組みについて解説
「身の回りのなぜについて子どもと考えるきっかけを作りたい」
「楽しい自由研究がしたい」
このように考えている保護者の方は多いのではないでしょうか。
冬に多くの方がお世話になる使い捨てカイロですが、市販のカイロは、袋に入っている状態では温かくないけど、使うときに袋から取り出しよく揉むとだんだんと温かくなってきます。それではなぜ袋から取り出したカイロは温かくなるのか知っていますか。
この記事では、使い捨てカイロを実際に手作りしてみるという実験を紹介しています。なぜカイロは温かくなるのかについても具体的に解説します。
この記事を読むことで、カイロを実際に作りながらカイロが温かくなる仕組みについて理解することができるでしょう。
長期休暇やお家時間を利用してぜひ親子で楽しんでみてください。
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目次
手作りカイロに挑戦してみよう
この実験では使い捨てカイロを実際に手作りしてみます。
ファスナー付のポリ袋内にカイロの材料を入れていきます。カイロの準備が整ったらファスナーの開け閉めをして、開けたときと閉めたときのカイロの温度の違いについて比較してみましょう。開けたときに温かくなるのか、閉めたときに温かくなるのか予想してみてください。
実験に必要なもの・環境・準備
- ファスナー付きポリ袋(7cm×10cm程度のもの)
- 鉄粉(砂鉄でも可能)
- バーミキュライト
- 5%の食塩水
実験に必要なものは、上記の通りです。
ファスナー付きポリ袋は100円ショップで購入することができます。鉄粉は試薬として販売されているものを使用しますが、砂鉄でも代用することが可能です。いずれにせよ、大型のホームセンターやネットで購入することが可能です。
バーミキュライトとは、園芸用の土質改良剤です。園芸店やホームセンターなどで入手することができます。5%食塩水は、100mLの水に5gの食塩を溶かすことで5%の食塩水が作成できます。
準備が整ったら、実際にカイロ作りに進みましょう。
実験の方法・手順
- ファスナー付きポリ袋にバーミキュライトを5gと食塩水5mLを入れます。
- その中に、ティッシュにくるんだ鉄粉20gを入れます。
- ファスナーを閉めずによく揉みます。
- 温かくなったら、今度はポリ袋のファスナーを閉めます。
- しばらく時間を置くと、だんだんと温度が下がってきます。
- 温度が下がったのが確認できたら、もう1度ポリ袋のファスナーを開けてよく揉んでみます。
- すると、カイロは再び温かくなってきます。
では、準備したものを使って手作りカイロ作りにチャレンジしてみましょう。鉄粉やバーミキュライトはこぼれやすいので注意してください。
カイロが完成したら、ポリ袋のファスナーを開けたり閉めたりして、カイロの温度がどのように変化するか観察してみてください。これは、カイロが温かくなる仕組みにもつながります。
実験からわかること
使い捨てカイロは鉄と酸素がゆっくり結びつくことで発熱し温かくなります。今回実験で作った使い捨てカイロの仕組みのポイントは鉄粉をサビさせるというところです。鉄粉に食塩をかけることで、早くサビるようにしています。さらに酸素と結びつくことで熱を発生させることができました。
ポリ袋を閉めて酸素と触れないようにすると、サビが進むのが止まるためカイロは冷めました。市販で販売している使い捨てカイロは、酸素を吸着して長時間発熱できるように、活性炭が入っています。
今回は、使い捨てカイロを手作りすることでカイロの仕組みについて理解を深めることができました。長期休暇やおうち時間を利用してぜひチャレンジしてみてください。