自由研究659｜太陽の光だけを利用して調理する！簡易ソーラーオーブンで温度上昇の仕組みを調べてみよう

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今回のテーマ

「簡易ソーラーオーブンで温度上昇の仕組みを調べてみよう」

ソーラーオーブンとは、火や電気を一切使わず、太陽の光（熱エネルギー）だけを利用して調理をする装置のことです。この自由研究では、家にある段ボールやアルミホイルを使って簡単なオーブンを手作りし、「なぜ箱の中の温度が上がるのか？」「どうすればもっと熱くなるのか？」という科学の不思議を、実験を通して解き明かしていきます。

自由研究の目的

どうして簡易ソーラーオーブンで温度上昇の仕組みを調べてみるの？

今、世界では「脱炭素」や「再生可能エネルギー」といった言葉がよく使われています。私たちが普段使っている電気やガスは便利ですが、地球を温めてしまうガスを出すこともあります。太陽の光は、地球に降り注ぐ無限のエネルギーです。この実験を通して、光の「反射」「吸収」「断熱」という物理の基本を学ぶことは、未来の地球を守るクリーンエネルギーの仕組みを理解する第一歩になります。

自由研究のゴール

この研究を通じて、以下のような力を身につけることが目標です

初級　オーブンを作り、外の気温より温度が上がることを確認する。
中級　鏡（アルミホイル）の角度や、箱の色を変えて温度の違いを比べる。
上級（レベルアップ！）　実際にマシュマロやチョコを溶かしてみて、熱が伝わる効率を考察する。

具体的な事例

実際にどんなオーブンがあるのか、2つのタイプを紹介します。

ボックス型オーブン　二重にした段ボール箱の中に黒い画用紙を敷き、上を透明なビニールで覆ったもの。保温力が高く、じわじわと温度が上がります。
パネル型オーブン　傘や大きな板にアルミホイルを貼り、光を一箇所に集めるタイプ。温度が上がるのが早いのが特徴です。

研究を進めるうえで、以下のポイントに注目しよう！

集光（あつめる）　アルミホイルで光を反射させ、箱の中に集める。
吸収（とりこむ）　黒い色は光を熱に変えやすい性質があります。箱の中を黒くするのがコツです。
蓄熱・断熱（にがさない）　温まった空気を逃がさないように、ビニールで蓋をしたり、隙間をふさいだりします。

自由研究の進め方

材料を集める　段ボール箱（大小2つあるとベスト）、アルミホイル、黒い画用紙、透明なビニール（またはラップ）、テープ、温度計。
組み立てる　大きい箱の中に小さい箱を入れ、隙間に新聞紙などを詰めて熱を逃げにくくします。内側を黒い画用紙で、蓋の裏をアルミホイルで加工します。
実験開始　晴れた日に日当たりの良い場所に置きます。
記録する　10分ごとに温度計をチェックし、グラフにまとめましょう。
条件を変える　「アルミホイルなし」「箱が白」「角度を変える」など、一箇所だけ条件を変えてもう一度測り、結果を比べます。

自由研究から発見したアイデア

「水浄化装置」への応用　ソーラーオーブンの熱で水を蒸発させ、きれいな飲み水を作る実験。
「最強の保温素材」探し　新聞紙、プチプチ、布など、箱の隙間に詰める素材でどれが一番温度が下がりにくいか選手権を開催する。
「ソーラークッキング・レシピ集」　どのくらいの時間でどの食材が食べられるようになるか、自分だけの料理本を作る。

この自由研究に関連する仕事

太陽光発電エンジニア　太陽の光を効率よく電気に変えるパネルやシステムを開発する仕事。
建築設計士（エコハウス）　自然の光や熱を上手に取り入れ、エアコンをあまり使わなくても快適な家をデザインする仕事。
環境コンサルタント　地球温暖化を防ぐために、企業や町にアドバイスをする仕事。

まとめ

簡易ソーラーオーブンの実験は、太陽という大きなパワーを自分の手で操るエキサイティングな冒険です。「ただ熱くなった」で終わらせず、「なぜ？」「もっと熱くするには？」と問い続けることで、君の観察眼はぐんと鋭くなります。温度計の針がぐんぐん上がる様子を見ていると、きっと地球のエネルギーの凄さに驚くはずですよ。