平衡状態

科学誌印刷業者さんから、浸透圧実習での平衡状態についてのコメントをいただいた。平衡状態という概念を学生がどこまで理解しているかわからないわけです。

そこで、ちとひらめいたデモ実験は;

用意するもの:2 Lペットボトル2本、網、発泡スチロールボール(網の目を通る大きさ、網の目を通らない大きさの2種類、それぞれ色が付いているといいのだが、白しかなければ色を付ける。水溶性アクリルスプレーがいいのでは?)

ペットボトルの底を切り取り、網をはさむようにしてくっつける。中に入れるボールを取り出したりするので、網はフレームをつけてとりはずせるように工夫する必要があるだろう。

20160514osmoticpressure-1

大きさが同じ色の異なる小さいボールを、それぞれうボトルのほうに入れ、激しく振る。色の違うボールが混ざるが、高さはかわらないだろう。出入りがあるが全体としては変わらないという平衡状態が理解できるか?

20160514osmoticpressure-2

さらに、片側に網目を通らない大きなボールと一方の色の小さなボール、反対側には異なった色の小さなボールを入れ、高さを等しくしておく。これを激しく振ると大きなボールのある方の高さが増える。色の異なる小さいボールは混在するだろう。浸透圧が理解できるか?

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机上だけのアイデアだけど、うまくいくかな?浸透圧のシミレーションとして正しいのかしらん?

[ 追記 ] 2016.5.15

上の浸透圧のシミレーション、高さを揃えて、左側に大きなボールのみ右側に小さいボールのみを入れ振ると、小さいボールが左側に一方的に移動し、高さに違いがでてくるだろう。ボールの大小の比が極端に異なり、小さいボールが小さすぎると、はっきりとした高さの違いがでてこないだろう。

追記はここまで。

大小大きさの異なる発泡スチロールのボールは東急ハンズとかホームセンターで売っているはず。色違いはあるかどうかわからない。水性アクリルスプレーだったら発泡スチロールは溶けないだろう。単なる水性塗料だとうまく色がつかないだろう。発泡スチロールのボールは糸でぶら下げて薄くペイントする。塗料が変な形でくっついて球形が保たれないとだめだろう。

うまくボールを選別してくれるような網目の大きさのネット(網)があるだろうか?網をペットボトルの底に接着剤等で固定するわけに行かない。ボールを出し入れすることになるから、篩のような枠があって、うまくペットボトルがはまり込むようにする必要があるだろう。ペットボトルの口は使えないだろう。

[ 追記2 ]

http://www.geocities.jp/kajitadani/newpage39.htm では大小の発泡スチロールボールではなく、大きいほうは小さいのを幾つか接着しているな。アミを通す・通らないというのは同じ発想だ。

浸透圧説明アイテム♪・・・失敗 2010-04-27  でも同じ発想のようだけど、在米ポスドクさんの指摘のように、静電気で失敗したようだ。 うーん。やってみないとわからないもんだな。