先日、テスト勉強でＦ中の生徒２人が学校のプリントで分からないところがあるとやってきました。

中３理科の問題です。
　ペットボトルの底を切り取る。内側に化学かいろを貼り付ける。底を下にして水につける。水面はどうなるか？

　答えは、水面が上昇する、ですね。

　化学かいろは鉄が入っているので、空気中の酸素と化合します。空気中から酸素が少なくなるので、ペットボトル内の気圧が低くなり、水面が上昇するのですね。

　その説明が２人にはよく理解できないようです。酸素と化合すること、酸素が少なくなることまでは分かるが、なぜ水面が上がるのか、理解できないとのこと。

　少し考えてから、次のような説明をしました。

　空気の中には、窒素、酸素、二酸化炭素などの気体があるね。窒素が５分の４くらい、そして酸素が５分の１くらい。ほとんどは窒素と酸素。残りを二酸化炭素、水蒸気などがしめる。

　（窒素は、そんなに多いのか、と言いながらも、分かったと言いました）

　これらの気体は飛び回っているんだよ。だからあなたの体にもピンピンとぶつかっている。それが圧力になる。あなたの全身をおさえつけているんだよ。でも、分からないね。それは、体の内側からもそれに負けないように、力が働いているからだよ。

　さて、ポテトチップの袋があるね。それにも空気がぶつかっていて押さえつけている。しかし、袋の中にも空気が入っていて、押し返している。

　では、この袋を山の上に持っていったらどうなる？

（パンパンにふくれるんだったっけ？　という返事。そういうことは生徒も知っています）

　そう。パンパンになる。それはどうして？

（空気が薄くなるから。）

　そうそう。そして、薄くなると？

（外から押さえる力が小さくなるんだ）

　そう。袋の中の空気は変わらないから、袋の中から外に向かって押す力の大きさは変わらない。だけど、外から押す力が小さくなるから、外にふくれていくんだよ。

　（じゃあ、人間も山に登るとパンパンになるの？）

　ぼくも詳しくは分からないけど、高山病ってあるでしょう。あれは酸素が少なくなって息苦しくなるからでもあるけど、気圧も影響したと思うよ）

　（そうか。分かった）

　はい、この問題に戻るよ。ペットボトルの中の酸素が鉄にくっついたものだから、ペットボトルの空気が水を押さえる力が弱くなったんだ。するとどうなるかというと？

（水面が上がるんだ。よくわかった）