夏休みを前に小学生の自由研究のヒント～フルーツ電池・液体電池の実験

夏休みの悩ましい宿題の一つ「自由研究」。そのヒントになればと我が家で取り組んだ理科実験や観察の記録を２年前から夏休み前にご紹介しています。
今回は、本当にレモンは電池になるのか？他の果物や液体も電池になるのか？実験した内容を前編、後編に分けてお伝えします。

レモン電池は、理科実験の題材としてよく使われていますし、実験セットなども販売されていて知られた実験なんですが、実際自分で経験し、細かく観察し、さらに自分なりに応用していくと面白い自由研究になると思います。実験道具をそろえたらすぐに始められるので、取り組みやすいと思います。

実験のきっかけ

科学の図鑑を見ていたら、レモンを電池にして電気が流れると書いてありました。電気というのは乾電池とかそういうものを使わないとつかないと思っていたので、本当にレモンが電池になるのか実験してみたくなりました。また、レモンの数を増やすとそれだけ電気も多く流れるのか、他の果物や液体でも電池になるのかいろいろ試してみることにしました。

用意したもの

レモン
亜鉛版
銅板
赤色発光ダイオード(ＬＥＤ)
クリップつき導線

実験の仕方

レモンに銅板と亜鉛版をさす。
※銅板と亜鉛版は1ｃｍ×6ｃｍにカットした。
銅板を＋極、亜鉛版を－極にし、発光ダイオードの足の長い方を＋極、短い方を－極につなぐ。(やり方は本に書いてあったので、その通りにしました。)

なお、これから紹介する写真は、子供が実験の記録に添付したものを、今回写真に撮って使用しているので、少し画質が悪いですが、実験の様子ややり方はわかっていただけると思うのでご了承ください。

実験の結果

・レモン1個の場合・・LEDはつかない
※レモンを半分にしたものを1個と数える
レモン2個の場合・・ぼんやり、うっすらだけどLEDがついた。LEDがついた時には、「本当にレモンで電気がついた！」と驚いた。
レモン3個の場合・・レモン2個の時よりもLEDが少し明るくなった。
レモン4個の場合・・レモン３個の時よりも、微妙に明るくなった。
レモン5個の場合・・レモン4個の時よりも、ほんの少し明るくなった。
レモン6個の場合・・1番明るくなった。レモン2個の時よりもはっきりとLEDが明るく光った。

レモン電池の結果のまとめ

以下のような表を書き、LEDがついた時は○印をし、明るさの度合いを赤色の濃さで表現しました。

レモンが電池となって発光ダイオード(LED)がつく事がわかった。
レモンの数を増やせば増やすほど、LEDの光が明るくなることがわかった。

この実験で、科学の図鑑に書かれてある通り、レモンが電池になることがわかったが、他の果物や野菜でも電池はつくのか、レモンと同じように実験してみることにした。

ほかの果物や野菜を用意する

グレープフルーツ
キウイフルーツ
バナナ
トマト
ジャガイモ

グレープフルーツの場合

グレープフルーツ1個、2個の場合・・LEDはつかなかった。
グレープフルーツ3個の場合・・ごくわずかにぼんやりとLEDが光った。➡グレープフルーツも電池になることがわかった。
グレープフルーツ6個・・3個の時よりは少し明るくなったが、レモン電池の時よりも光が弱かった。

写真と、肉眼で見た時とでは若干違いが出て、光の度合いを正確には伝えられないし、光の比較を表現するのがなかなか難しいことがわかった。そこで、レモン2個の時の光を1として、他の果物の光の強さを表すことにした。

レモンだけでなく、他の果物でもLEDがつくことがわかったが、グレープフルーツの方がレモンより果汁が多いのに、光はレモンよりも暗かった。

キウイフルーツの場合

キウイフルーツ1個の場合・・LEDはつかなかった。
キウイフルーツ2個の場合・・ぼんやりと光った。レモン2個の時と同じくらいの明るさだった。➡キウイフルーツも電池になることがわかった。
キウイフルーツ6個の時・・レモン6個の時よりも少し明るかった。

バナナの場合

バナナ1個の場合・・LEDはつかなかった。
※レモンやほかの果物と同様に、バナナを半分に切ったものを1個とする
バナナ2個の場合・・LEDがついた。なんとなくバナナは電池にならないような気がしていたが、LEDがついたので驚いた。しかも、レモン2個の時の光より少し明るかった。➡バナナも電池になることがわかった。
バナナ6個の場合・・バナナ3個～5個の時は、レモンやキウイフルーツよりも光が明るかった。6個の時は、キウイフルーツ6個の時と同じくらいの明るさになった。

トマトの場合

トマト1個の場合・・LEDはつかなかった。
トマト2個の場合・・レモン2個の時よりも弱い光だが、LEＤはついた。➡トマトも電池になることがわかった。
トマト3個～6個の場合・・ほとんどレモン3個～6個の時と同じくらいの明るさになった。

ジャガイモの場合

ジャガイモ1個の場合・・ＬＥＤはつかなかった。
ジャガイモ2個の場合・・ほかの果物や野菜と比較して2個の光の明るさでは1番明るくなった。➡ジャガイモも電池になることがわかった。
ジャガイモ6個の場合・・ジャガイモ3個～6個の時も、他の果物や野菜よりも明るくなった。実験に使った6種類の中では、1番明るい光になった。

ミックス電池を作ってみる

レモン、バナナ、キウイフルーツ、ジャガイモをつなげて電池を作ったら、ＬＥＤは光った。➡違う種類の果物、野菜をつなげても、電池ができることがわかった。

明るさを表にまとめて比較してみる

※改めて説明しますが、光の比較が難しかったので、レモン2個の時の光を１として、他の果物などの光を数字にして比べています。

全部の種類、電池になることがわかった。
どの果物、野菜とも個数が増えるにつれＬＥＤの明るさが明るくなった。個数が多い方が電流が多く流れるのではないかと思った。
レモンよりも、キウイフルーツ、バナナ、ジャガイモの方がＬＥＤが明るくなった。この結果から、キウイフルーツ、バナナ、ジャガイモの方がレモンよりも電気が多く作られるのではないかと思った。

どうして果物や野菜が電池になるのだろうか？
果物や野菜に含まれている成分が銅板や亜鉛版と反応して電気が作られるのだろうか？
果物や野菜には水分も多く含まれている。という事は液体でも電池になるのでは？といろいろ疑問もわいてきました。

そこで、次に液体も電池になるか実験してみました。
用意した液体は１、水(水道水)　２，炭酸水　３，麦茶　４，オレンジジュース　５，お酢６，食塩水　です。