自由研究745｜冷凍庫はどこが一番冷たい？場所ごとの温度差を調べてみよう

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今回のテーマ

「冷凍庫はどこが一番冷たい？場所ごとの温度差を調べてみよう」

みなさんは、おうちの冷凍庫のどこが一番冷たいか知っていますか？「どこを開けても全部同じくらいキンキンに冷えているでしょ！」と思うかもしれません。

しかし、実は冷凍庫の中は、上段・下段、奥・手前、そしてドアポケットなど、場所によって温度にバラつきがあるのです。この自由研究では、冷凍庫のさまざまな場所の温度を実際に測り、どこが一番冷えているのか、その「冷たさの秘密」をマップにして突き止めてみましょう！

自由研究の目的

どうして冷凍庫はどこが一番冷たいか、場所ごとの温度差を調べてみるの？

私たちが毎日何気なく使っている冷蔵庫や冷凍庫には、食品を安全に長持ちさせるための科学技術が詰まっています。

冷凍庫の中の温度差を調べることは、単に数字を知るだけではありません。「冷たい空気はどこへ向かうのか（空気の対流）」や「外の熱がどこから伝わってくるのか（断熱と熱移動）」という、物理や科学の基本的な仕組みを体感して学ぶことができます。さらに、どこに何を入れれば食品が長持ちするのか、どうすれば電気代を節約できるのかといった、地球に優しい「省エネ」の知恵にもつながる大切な学びなのです。

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

基本のゴール　冷凍庫のいくつかの場所の温度を測定し、どこが一番冷たくて、どこが温度が上がりやすいかを突き止める。
レベルアップのゴール　「ドアを10秒開けた後の温度の変化」や「食品をたくさん詰めたときと、ガラガラのときの温度差」まで調査。その結果をもとに、おうちの冷凍庫に合わせた「我が家専用・最強の冷凍庫収納マップ」を完成させる！

具体的な事例

実際にこの研究にチャレンジした、小学5年生のツバサくんの事例を見てみましょう。

ツバサくんは、冷凍庫の「上段」「下段」「奥」「ドアポケット」の4箇所に温度計をセットし、朝・昼・晩の3回、3日間にわたって温度を記録しました。

すると、驚きの事実が発覚しました。奥の方はしっかり-18℃以下をキープしていたのに、ドアポケットは-12℃近くまで上がっている時間帯があったのです。さらに、お母さんが夕飯の準備で何度も冷凍庫を開け閉めした後は、ドアポケットの温度が急激に上がっていることも分かりました。ツバサくんは「アイスクリームがたまに少し柔らかいのは、ドアポケットに置いていたからだ！」と気づき、家族に置き場所の工夫を提案して大感謝されました。

研究を進めるうえで、以下のポイントに注目しよう！

正しい温度を測るタイミング　ドアを開けた瞬間は、外の暖かい空気が入って温度がすぐに変わってしまいます。温度計を入れてからしっかりドアを閉め、15分以上経ってから「開けてパッと素早く読み取る」のがコツです。
温度計の選び方　マイナス20℃以下まで測れる「冷凍庫対応」の温度計（できればデジタル式や、最高・最低温度が記憶できるもの）を用意しましょう。
安全とマナーへの配慮　冷凍庫の中の冷たい金属や氷に濡れた手で触ると、皮膚が張り付いてケガをすることがあります。実験中は手袋をはめ、また、何度もドアを開け閉めしておうちの人を困らせないよう、計画的に行いましょう。

自由研究の進め方

予想を立てる 実験を始める前に、冷凍庫のイラストを描き、「ここが一番冷たいはず！」と思う場所に予想の温度を書き込んでみます。
測定場所を決める 「上段の奥」「上段の手前」「下段の引き出し」「ドアポケット」など、測る場所を4〜5箇所決めます。
実験スタート（記録をとる） それぞれの場所に温度計を設置し、時間を決めて（例：朝7時、昼12時、夜19時）温度を記録します。これを2〜3日繰り返して平均を出してみましょう。
条件を変えてみる（発展） 「ドアを30秒開けっぱなしにした直後」の温度や、「中身がパンパンの時とスカスカの時」の違いも測ってみると、さらに深いデータが取れます。
結果をまとめる 冷凍庫の断面図を描き、測った温度を色分け（一番冷たいところは濃い青、高めのところは薄い青など）して、分かりやすい「冷凍庫温度マップ」を作ります。予想とどう違ったかを考察しましょう。

自由研究から発見したアイデア

冷凍庫の温度差が分かったら、その知識を使って新しいアイデアを形にしてみましょう。

例えば、「食品長持ち！冷凍庫の特等席コンテスト」を企画してみてはいかがでしょうか。「溶けやすいアイスクリームは一番冷え切っている奥の特等席へ」「頻繁に使う冷凍食品は出し入れしやすい手前へ」「温度変化に強い保冷剤はドアポケットへ」といった、温度分布に100%最適化させた収納ルールを自分で作り、家族に発表・実践してみるのです。これにより、自由研究がただのレポートで終わらず、おうちの電気代節約と食品ロス削減につながる素晴らしいアイデアに変身します。

この自由研究に関連する仕事

家電メーカーの開発者　どこを開けても均一に冷える機能や、電気をあまり使わない省エネな冷蔵庫・冷凍庫を設計する仕事です。
食品科学者・冷凍食品プロデューサー　食べ物の細胞を壊さず、解凍しても作りたてのおいしさを保てるような「急速冷凍技術」や冷凍食品を開発する仕事です。
物流（コールドチェーン）のスペシャリスト　アイスクリームや新鮮な魚を、工場からお店まで一度も溶かさずに冷たいまま運ぶための、トラックや倉庫の温度管理を行う仕事です。