ビー玉スターリングエンジン
ビー玉と試験管を使ったスターリングエンジンを作ります。試験管の中のビー玉が動くことで,中の空気の温度が高くなったり,低くなったりします。これにピストンをつなぐと,アルコールランプの熱で動く,ビー玉スターリングエンジンが完成します。
実験してみよう!
空気に熱が加わると,空気は熱くなり,ふくらもうとします。まずは簡単な実験装置を使って,実験をしてみましょう。
@試験管の先に注射器をつけて,試験管の底をアルコールランプで暖めてみましょう。空気が膨らんで注射器がのびますね。
A試験管にビー玉を入れてみましょう。同じように,試験管の底を暖めてみます。
B試験管を傾かせてビー玉を動かしてみます。ビー玉の動きにつれて,注射器はのびたり,ちぢんだりします。
B試験管を傾かせてビー玉を動かしてみます。ビー玉の動きにつれて,注射器はのびたり,ちぢんだりします。
ビー玉エンジンを作ってみよう!
空気はあたためるとふくらんで,冷やすとちぢみます。この性質を利用した熱空気エンジン(ビー玉スターリングエンジン)を作りましょう。
気をつけよう!
* 暖めた直後の試験管は熱くなっていますので気をつけてください。
* ガラス製の試験管や注射器はこわれやすいので,ていねいに扱ってください。
* 注射器が汚れると動きにくくなります。運動面を手で触らないでください。
準備するもの
@試験管(1本),A注射器(1本),Bビー玉(5個),Cアルミニウム管がついたゴム栓(1個),Dゴムチューブ(1本),E両面テープがついたゴム板(1枚),F木ねじ(8本),G台(1枚),Hフレーム(2枚),I補強板(1枚),J輪ゴム(1本),Kアルコールランプ
@試験管に5個のビー玉を入れて,ゴム栓をします。
Aゴム栓にゴムチューブを取りつけます。ゴムチューブのもう一方に注射器を差し込みます。
B台にフレームと補強板を取りつけます。
Cゴム板の両面テープはがして,台の印がついている位置に貼ります。
Dフレームに輪ゴムを取りつけます。
E輪ゴムをねじりながら,試験管を取りつけます。
F試験管の位置を合わせながら,注射器をゴム板に貼りつけます。
Gアルコールランプを置けば完成です。
動かしてみよう!
試験管の底を暖めて,試験管の高さをうまく合わせると,熱空気エンジンは動き出します。
ビー玉スターリングエンジンのデモンストレーションムービー(MPEG1,3.7MB)
ビー玉エンジンを作る前に準備しておくこと
試験管(1本):内径14 mmの耐熱ガラス製の試験管です。/注射器(1本):3 ml(シリンダの内径が10 mm程度)のガラス製注射器を使用します。/ビー玉(5個):外径12.5 mmの小さいビー玉です。/アルミニウム管がついたゴム栓(1個):ゴム栓に穴をあけて外径5 mm,内径3 mm,長さ30mmのアルミニウム管を差し込んでおきます。/ゴムチューブ(1本):やわらかさが必要なため,シリコンゴム製のホース(外径6 mm,内径3 mm)を使用します。/両面テープがついたゴム板(1枚):長さ36 mm,幅15 mm,厚さ2 mmのゴム板に,15 mm×15 mmの両面テープを貼っておきます。/木ねじ(8本):外径2.8 mm,長さ20 mm程度の木ねじを準備します。釘でも構いません。/台(1枚):28 cm×9 cm×厚さ1.4 cmのラワン材です。フレームを取りつける位置とゴム板を貼る位置に印をつけておきます。/フレーム(2枚):17 cm×3 cm×厚さ1.4 cmのラワン材の棒を2本準備します。台と補強板を取りつける位置に直径3 mmの穴をあけておきます。/補強板(1枚):9 cm×3 cm×厚さ1.4 cmのラワン材です。フレームが取りつけられる位置に印をつけておきます。/輪ゴム(1本):大きめの輪ゴムを準備します。手元にない場合は小さい輪ゴムでも構いません。/アルコールランプ:市販されているアルコールランプです。
[ Stirling Engine Dictionary ]