理科室版「釜なり神事」

釜とセイロのかわりに入浴剤の空き缶、投入するのは玄米のかわりにアルミ粒です。

コップ一杯の水を入れ、お湯が沸いて湯気が立って来たら、コップ一杯ほどのアルミ粒を上から投入すると、数秒後ボワーンと音が鳴り出し、３０秒〜１分間ほど鳴り続けます。

缶をひっくり返してザルにアルミつぶを取り出し、ジャーと水道で洗って冷やしてやれば、また鳴らすことが出来ます。

コンロや台を振るわせ、意外に大きな音でなります。その響き方で理科の授業の成功を占いましょう。（＾＾

この現象は熱音響自励振動の一種であり、水の気化液化の相変化を伴う所がレイケ管などと異なっています。

水蒸気は１００℃ていど、アルミ粒は室温ていどです。この温度差が原因です。

アルミ粒付近の水蒸気がわずかに上にゆれたとします。水蒸気は冷たいアルミ粒に触れて凝縮し（体積は約１０００分の一に！）、急にその場所の圧力が下がります。そのため上下から気体が吸い込まれます。下からさらに吸い込まれる水蒸気は凝縮してしまいますが、上から吸い込まれる空気は凝縮せず、下方に運動します。その空気に押されて水蒸気は下方に押し下げられます。圧縮された水蒸気の圧力が高まり、空気が下げ止まると、こんどは上方に揺れもどります。空気に接している水蒸気は上方に動きます。

このようにして微少なゆれは成長し、自励振動となります。最終的には容器の口を腹、下部を節とした気柱共鳴に近い振動となり持続します。

やがてアルミ粒が凝縮熱を多量にもらって温まってしまうと、音は鳴りやみます。

入浴剤の缶…３個（大きめの缶ならＯＫ）
アルミ粒……３００ｇ程度（ケーキ材料屋などでタルトストーンとしても売っています。亜鉛つぶなどでもＯＫ）
金網………アルミつぶが落ちないような目のもの
ビニルテープ、アルミテープ

組み立て

�@水を入れる１段目は上側のフタを缶切りで、２段目・３段目は上下とも抜きます。１段目と２段目の間に金網をはさんでアルミ粒が落っこちないようにします。
�A金網は直径２ｃｍくらい大きめにカットして缶にかぶせて、ビニルテープで止め、上からアルミテープで止めます。（右写真は紙管を使ったもの）
�B缶どうしをビニルテープ、その上からアルミテープで止めます。

☆銅パイプを蚊取り線香状に曲げて、右写真のようなクーラーを作り、水道水を流して冷却すると連続的に鳴らすことができます。その場合、クーラーパイプを金属つぶ（５mm径以下の細かいつぶが良い）で埋めるようにします。