本文へ

(駄)コーヒーサイフォン

レス8
(トピ主 1
041
ココアも好き
話題
子どもが科学に興味があり、最近サイフォンでコーヒーを入れると喜びます。 小学生低学年でもわかるサイフォンについて説明の仕方を教えてください。 調べたところ、コーヒーサイフォンは気圧の差によって湯を移動する仕組みとありました。 サイフォンは隙間のない管を利用して液体を移動させる装置でメカニズムをサイフォンの原理というとありました。 ※2010年、辞書など社会で一般に説明されているサイフォンの原理は誤りであると指摘があり、 ヒューズは、サイフォンの原理の説明の多くは大気圧が原因とされているが、 正しくは重力が原因であると指摘している。ヒューズがこの事に気付くきっかけとなった オックスフォード英語辞典は1911年から大気圧が原因としており、次の版でヒューズの指摘を反映するという。 コーヒーサイフォンは「炎の熱で気圧の変化をつけ湯を上に移動し重力で下に移動する」でいいのでしょうか。 気圧は空気の圧力で、見えないけど空気があることをまず教えなくてはいけませんよね。 重力は・・・? わかりやすくでもできるだけ詳しく、興味を持てるように教えたいと考えています。 よろしくお願いします。

トピ内ID:6507407044

これポチに投票しよう!

ランキング

レス

レス数8

このトピックはレスの投稿受け付けを終了しました

コーヒーのサイフォンですよね?

041
レヒニッツ
トピ主さんがご覧になったのはWikipediaのサイフォンの項目だと思いますが、これは水面の高さの異なる二つの容器を管でつなぐ場合です。これはコーヒーのサイフォンとは異なります。 コーヒーのサイフォンについては、気圧差のみで説明できます。 コーヒーのサイフォンの原理は、以下のとおりです。 1) フラスコ部を火で加熱する。 2) 1)によりフラスコ内の湯が沸騰し、水蒸気が発生して内圧が高まる。 3) 内圧が空気圧よりも高くなると、湯が上部の漏斗部に押し上げられる。 4) フラスコから火を離す 5) 4)によりフラスコ内の空気が冷却され収縮する 6) 5)によりフラスコの内圧が下がり、空気圧を下回った時点で、漏斗部から湯(というかコーヒー)を引っ張り込む。 したがって、「重力で下に移動する」は誤りです。

トピ内ID:6709749000

...本文を表示

レスします

🙂
こば
いわゆるサイフォンの原理というのは、例えばホースを使ってバケツを傾けないで水を抜くようなことをいうと思いますが、コーヒーサイフォンはこれとはちょっと違う原理と思います。 最初、下の容器を加熱すると水が水蒸気になって体積が増えるので、下の容器のすき間部分の気圧が高くなります。 これに押されるかたちで水は上の容器に移動します。 火をとめると、下の容器の水蒸気は水に戻って体積が減るので気圧が下がり上から水(コーヒー)が降りてきます。 もちろん上から下への移動ですから重力も働いていると思いますが、もし重力だけだとすると、下に1気圧の空気で満たされている場合にはボコボコ空気を逃がしながらでないとコーヒーは下がってこられません。 チューっと移動するのは気圧差による移動である証拠です。 お子さんに教えるとすれば、 ・物質には三態あること ・水は沸騰すると水蒸気になること ・液体から気体になると体積がケタ違いに増えること、逆もまた同じこと でしょうか

トピ内ID:5835920975

...本文を表示

紛らわしい

041
渋茶好き
コーヒーサイフォンと言われているので、サイフォンの原理を連想してしまいますが コーヒーサイフォンの仕組みはサイフォンの原理と関係ありません。 サイフォンは吸い込み管という意味があり、漏斗部のサイフォンからこの名前が付いたのでしょう。 コーヒーサイフォンは蒸気圧で下部のお湯を上に上げ、次に大気圧を利用してまた下部に押し込むもので 重力は関係しません。 外国の辞書などでサイフォンの原理を大気圧で説明している間違いについて、私の知る限り日本の辞書 では重力によると書かれており、こういう間違いは無いと思います。

トピ内ID:5829324594

...本文を表示

ええと

041
つかさ
まずサイフォン式のコーヒーメーカーはサイフォンの原理を利用していません。 単純に下の部屋の空気が膨張し、お湯を上の部屋に押し上げ 逆に空気が冷え収縮することで上の部屋のコーヒーを吸い込む。 >炎の熱で気圧の変化をつけ湯を上に移動し重力で下に移動する 重力で下に移動する部分もあるかとは思いますが、下の部屋の 気圧が下がることで吸う部分が大きいと思います。 コーヒーが全部下に落ちたあとに空気がボコボコっと 下の部屋に入ってくると思いますが、これは重力が 原因では起きない現象です。

トピ内ID:5107136413

...本文を表示

コーヒーサイフォンは、サイフォン現象ではない。

😀
夕凪
コーヒーサイフォンは、下の容器の水が熱しられ沸点を超える。 熱湯となった水の一部が、水蒸気になり水蒸気以外のお湯が水蒸気の膨脹により 上部容器に押し上げられると言うことで、水蒸気圧を巡る現象です。 大気圧と水圧<水上気圧となったとき、お湯は上容器に移動します。 本来言われるサイフォン現象ではありません。 多分サイフォン現象のように見れるのでそう呼ばれたのではと思います。 サイフォン現象は、上にある液体の入った容器と下にある液体の入った容器をつなぐ管に液体が満たされると、上にある液体が下に移動すると言った現象です。 上にある液体の方が、位置エネルギーが高いことが理由です。 高い位置から低い位置に移動する、エネルギーも同じです。 私もサイフォンでコーヒー入れています。香りがいいですね。 香りの良いキリマン系を好みます。

トピ内ID:1160254277

...本文を表示

説明の仕方ではないのですが

041
314ん
コーヒーサイフォンは,気圧差を利用していると思いますよ。 ・フラスコ内の水を熱して水蒸気を発生させ,その気圧によってフラスコ内の水(湯)を漏斗に送る。 ・アルコールランプの火を消すことで,フラスコ内の水蒸気が液化し,気圧が下がる。それが原因で,漏斗内のコーヒーがフラスコに移動する。 「サイフォンの原理」の場合,移動前の容器も移動後の容器も密閉されてなく,同じ大気圧を受けています。ですから,気圧差が原因ではなく,管内の水の重量差によって水が移動します。 説明するとすれば, ・目に見えない「気体」を風船などで理解してもらうこと。 ・水を熱すると気体になり,体積(風船の大きさ?)がものすごく増えること。 ・気体の体積が増えれば,水(湯)を押しのけること→水の移動 ・冷えれば元の水に戻り,体積が小さくなること。 ・体積が小さくなれば,押しのける力がなくなり,水(コーヒー)が戻ること。 (気圧差の説明は難しいかも知れないので,触れない。お子さんが理解できるようなら説明をどうぞ。) これでどうでしょうか?

トピ内ID:5493849011

...本文を表示

ありがとうございます。

041
ココアも好き トピ主
レヒニッツさん、こばさん、渋茶好きさん、つかささん、夕凪さん、314んさん 皆様、レスありがとうございます! とっても嬉しいです。 サイフォンの原理とコーヒーサイフォンは別物なのですね。 チューブ、管っていう意味だったのですね。 気圧の変化で抽出する本当の名前をつけてあげたいです。 詳しく教えてくださり、ありがとうございます。 皆さまのレスを何回も読み返しました。 まだ子どもには説明できていませんが・・。 水蒸気が発生してフラスコの中の圧力が高まるのは、水が形を変えた水蒸気が 空気の中に入りおしくらまんじゅうをしているようなイメージでいいのでしょうか。 水蒸気になるとどうして体積が増えるのでしょうね。 なんで増えるのでしょう。 水蒸気は冷やすとすぐに水になる。冷えたものからすぐく一瞬のうちに。 興味がなかったとはいえ、考えたことがなかったのでとても不思議です。 これは別で調べてみます。 原子力発電も火力発電もお水を沸騰させて電気を作るとテレビでみましたので、 斜め上思考かもしれませんが発電関係のページもみてみようと思います。 ありがとうございました。

トピ内ID:6507407044

...本文を表示

温まると元気になる?

😑
ミートイーター
コーヒーサイフォンを2つの部屋にたとえてみましたので、想像してみてください。 部屋の中に50人の人がいるとします。 そのうち10人は空気さん、残りの40人は水さん。 10人の空気さんは部屋の半分のスペースを使ってダンスをしています。 40人の水さんは集まって座ってそれを見ています。 部屋が温められて、40人の水さんのうち、10人が踊りだしました。 その10人の水さんも、ダンスをするのに部屋の半分のスペースを必要とします。 そうなると、残った30人の水さんはその部屋を出て、隣の部屋に行かなければなりません。 部屋が冷えると、ダンスをしていた10人の水さんは再び集まって座りました。 スペースがあいたので、隣の部屋にいた30人の水さんももとの部屋に戻ってきました。 ものすごくデフォルメですが、あくまでもイメージで。 熱によって分子の動きは激しくなります。 実際には水と水蒸気の体積比はもっともっと大きいのですが、説明例として思い浮かんだことを書いてみました。

トピ内ID:8174251910

...本文を表示
[PR]
気に入ったトピを保存するといつでも読み返せる
気に入ったトピを保存するといつでも読み返せる
使用イメージ
使用イメージ

マイページ利用でもっと便利に!

お気に入り機能を使う ログイン
レス求!トピ一覧