高校化学 課題研究

質問

高校の課題研究で、ロウソクの芯と燃焼速度の関係について研究することになりました。

そこで、いろいろな材質のロウソクの芯を考えたのですが、担当の先生から太さ、質量、密度、素材の隙間などの、材質以外の条件をどうやって統一するのか？という問題を指摘されました。解決策を考えているのですが、なかなか難しいのでよければお力を貸して頂けませんでしょうか？

回答No.3

lumiheart · ベストアンサー

>太さ、質量、密度、素材の隙間などの
例えば木綿のヒモとかで密度やスキマをどーやって計測する？
電子顕微鏡とかで計測出来たとしてそれが均一かどうか？どーやって検証する？
めんどくさいんで、諦めて検証可能なモノのみに限定する

例えば電線
https://www2.panasonic.biz/jp/basics/electric/electricity/cable-type/
電線の規格で素線径と本数は決められてるし太さも交差内に収められてる
IV1.25sqなら外径0.45mmの素線が7本と決まっとる、なのでスキマは計算で出せる

ビニル外皮を撤去して素線のみにして燈明の芯とする
https://www.asahi.com/articles/ASKCN4JX2KCNUEHF005.html
厳密には燈明であってローソクではないが、
ローソクの芯の部分のみに着目すれば変わりは無いんでは？

IV1.25sq IV2sq IV3.5sq IV5.5sq IV8sq IV14sq
これくらいで実験すればそれで済むんでは？
電線はお近くの電設工事屋さんに行ってお願いすれば端材ならタダで貰えるでしょう
どーせ産廃として回収業者に行くんだし

お礼

ありがとうございます

回答No.2

ohkawa3

＞どうやって統一するのか？
実際に入手できる材料では、質量、密度、素材の隙間などを統一することは困難です。
「質量、密度、素材の隙間などについて、それぞれ2点以上のデータを測定して、補間（外挿または内挿）することで、統一した条件で比較できるようにします。」と回答すればよさそうに思います。
とはいっても、多元のデータの補間（外挿または内挿）は、結構難しいと思います。これを機会に勉強して、すばらしい研究成果が得られることを期待します。

回答No.1

runi_NGR

化学系大学出身だった素人です。
参考意見ではなく、何の確証もない個人的意見です。

液化した蝋を吸い上げる芯の太さと表面積が重要な因子かと思います。
芯の材質を変えると、高校理科では理解しにくい因子が多く、回数も何十回も行わないと傾向がでないと思います。

芯を抜き取り
太さの異なる蝋燭に同じ太さの糸で作った芯を差し、一定時間燃焼し、火をつける前の重さと比較し、燃焼量を計測します。

次に、同じ材質の糸を二重にしたもの、三重にしたもので、燃焼量を計測します。

これを各五回行い、最低と最高を外した３つのデータで平均を取り、後は頑張ってグラフとか作ったりすれば、ある程度傾向がつかめるかと思います。

出来れば糸の密度、表面積が重要だと思います。表面張力。
そう考えると糸の表面積は、ある程度簡略化して計算するか、表面積を計算しやすい材質にしたほうが良いと思います。

安易に材質を変えた場合、因子がありすぎて、データが出にくくなる危険があります。それが先生が懸念していたことかと思います。

材質を変えて、一番これが良く燃えました！って実験なら小学生の夏休みの自由研究レベルになってしまいます。