水の減圧沸騰
真空ポンプを使った実験
沸騰するまでの映像
沸騰後の映像
全過程の映像
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私たちが普段生活をしている環境は，およそ1,000hPaの大気圧ですが，もしも大気圧がもっと低くなったなら，身の回りで起こっている現象にどのような変化が現れるでしょうか？
授業で「20℃の水であっても，条件次第では沸騰することがある」と生徒達に言ったところ，多くの生徒は信じてくれませんでした。（私の教え方が問題だったかもしれません）
そこで論より証拠ということで，排気盤と真空鐘（排気鐘）で仕切られた空間の中に少量の水を入れ，真空ポンプを使って中の空気を抜いたときの様子を撮影してみました。熱電対式のデジタル温度計（表示部の一部が黒く見えるのは液晶の劣化のためです）で，水の温度変化がリアルタイムで分かるようにしました。
蒸発熱を奪われると，水の温度変化がどのように起こるかを確かめるにはちょうど良いと思います。（青い色の台は，温度計のセンサー部がコップの中の水に届くように高さを稼ぐためのものです。）
普段はコップの半分程度まで水を入れて，減圧によって水が沸騰する様子を生徒に見せていたのですが，今回はコップに入れる水の量を極端に少なくしてみました。そうすると，熱容量が小さくなるので温度変化が大きくなり，減圧開始から短時間（今回の撮影では約８分）のうちに，表面に氷が張るところまでの変化を見ることができます。特に，氷が成長する過程で，水が融解熱を放出して過冷却の状態から急に温度が上昇する点に注目して欲しいと思います。なお，撮影に先立ってコップの代わりにビーカーを使って同じ操作を行いましたが，この場合は氷が発生せずに約１時間で水が干上がってしまいました。水を入れる容器には，凹凸が数多くあるものを選んだ方がよいと思います。
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酸素の液化
（液体窒素の実験）
磁石に引き寄せ
られる液体酸素
（液体窒素の実験）
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・酸素の液化
酸素の沸点は（-183.0℃）と，窒素の沸点（-195.8℃）よりも高いため，酸素を閉じこめた容器を液体窒素で冷却すると，容器の底に液化した酸素がたまります。
・磁石に引き寄せられる液体酸素
映像で確認できるかどうかは微妙ですが，液体になった酸素は無色透明ではなく，また，磁性体としての性質を持っていると言われていますので，その点に注目してご覧下さい。
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真空引きで
固体窒素を作る
（液体窒素の実験）
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液体窒素を真空引きすると，沸騰に伴って蒸発熱が奪われ温度が次第に下がります。
水を真空引きしたときと同様，液体窒が固体へと相変化する様子を撮影してみましたのでご覧ください。
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テーブルの上を
転がる液体窒素
（液体窒素の実験）
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液体窒素をテーブルの上に垂らすと，粒状になった液体窒素が，気化した窒素ガスの膜の上に乗ってコロコロと転がります。
転がる粒をよく目を凝らして見ると，微妙に変形を繰り返しながら動いているのを観察することができます。その様子を撮影してみましたのでご覧ください。
（秒120コマのハイスピード撮影のため，画質が悪くなっていますので予めご了承ください。）
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カーネーションが
手の中でバラバラに
（液体窒素を使った実験）
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液体窒素で
電池の活性を奪う
（液体窒素を使った実験）
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本校では毎年９月の第１金曜日と第１土曜日に文化祭が催されます。私が顧問をしている数学・物理研究会では土曜日に実験講演を開き、色々な実験を来場者の方に見て頂いています。その中でも定番になっているのがこの項目でご紹介する液体窒素を使った実験です。沢山のクラブがおもしろい催しをしていますので、機会がありましたら是非清風学園の文化祭に足をお運び下さい。
（ご紹介する映像は，2003年に本校で開催した文化祭のときの映像です。）
・カーネーションがバラバラに
常温では柔軟性に富んでいる物質であっても，非常に低い温度に冷却すると，柔軟性は失われてしまいます。ずいぶん前にコマーシャルで、−４０℃に冷却したバナナで釘を板に打ち込む映像を見た方がいらっしゃると思いますが、非常に低い温度に冷却すると、常温では柔軟性があるものでも、柔軟性を失い、大変脆くなってしまいます。
この事実を自ら体験して頂こうということで、液体窒素（沸点-195.8℃）で冷却したカーネーションやバラを、手で掴んで頂きました。一人一人の表情にご注目下さい。
・液体窒素で電池の活性を奪う
映画の１シーンで、爆弾処理班が液体窒素を持って爆発物の発見現場に駆けつけるのを見かけることがよくあります。なぜ液体窒素が爆弾処理で必要なのかについては、リーサルウェポン（１と２のどちらかは忘れてしまいました）の中で、主演のメル・ギブソンが詳しく説明してくれていましたが、理由の１つとして言えることは、「液体窒素で冷やすことによって、爆発物の化学的な活性を低下させることができる」という点にあります。
特に、電池でタイマーを動作させている場合は、電池を冷やすことによって活性を失わせ、タイマーを停止させることもできます。この項目では、電池の活性を奪う実験の映像をご紹介します。
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釜鳴りの実験
（大阪市立大学出張講義）
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2003年9月に大阪市立大学大学院 理学研究科 超低温物理学研究室教授の畑 徹先生をお招きして開催した出張講演の記録映像です。
当日、畑先生は「絶対零度への挑戦」というテーマで数多くの興味深い話題を提供して下さいました。畑先生のご厚意によって公開できるようになりましたのでご紹介いたします。
ガラス管の中に金網を入れ，ガスバーナーで金網を熱すると，「熱」から「音波のエネルギー」へとエネルギーの変換が起こり，「釜鳴り」と呼ばれる現象が起こります。ガラス管の長さによって，発生する音の高さが異なる点に注目して映像をご覧下さい。
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スターリング
エンジンの動作原理
（大阪市立大学出張講義）
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2003年9月に大阪市立大学大学院 理学研究科 超低温物理学研究室教授の畑 徹先生をお招きして開催した出張講演の記録映像です。
当日、畑先生は「絶対零度への挑戦」というテーマで数多くの興味深い話題を提供して下さいました。畑先生のご厚意によって公開できるようになりましたのでご紹介いたします。
ガラス管を複雑に組み合わせて作った大がかりな装置で，スターリングエンジンの動作原子を説明してくださいました。見た目以上に原理は複雑だそうです・・・
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スターリング
エンジンの紹介
（大阪市立大学出張講義）
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2003年9月に大阪市立大学大学院 理学研究科 超低温物理学研究室教授の畑 徹先生をお招きして開催した出張講演の記録映像です。
当日、畑先生は「絶対零度への挑戦」というテーマで数多くの興味深い話題を提供して下さいました。畑先生のご厚意によって公開できるようになりましたのでご紹介いたします。
「熱」を「力学的な仕事」に変換する装置を一般的にエンジンと呼びますが，スターリングエンジンもその一種です。
意外かもしれませんが，畑先生のお話ではスターリングエンジンと釜鳴りの間には共通点があるということでした。
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