ふだんまったく意識できませんが、わたしたちはいつも空気の圧力を受けています。ここでは、その圧力(大気圧)について意識して見ていきましょう。
大気圧の大きさ
地球のまわりには空気がとりまいています。
ふだん空気の重さはまったく感じませんが、空気にも質量があります。
空気の質量…ふつうの状態で1リットルあたり1.29g
1リットルは1000cm3です。
牛乳パック1つぶんの体積で1.29gあるのだから、部屋の中の空気だけを考えてもけっこう質量がありますね。
地球をおおっている空気の層について考えると、地表付近ではかなりの質量の空気の下敷きになっているはずです。
大気圧(気圧)…空気の重さによる圧力
あらゆる向きから物体をつぶすようにはたらく
地表付近の大気圧は1気圧=1013hPa=760mmHg1気圧は約1kg重/cm2です。
※空気は、今までの圧力とちがって、上からだけでなく、下からも横からもあらゆる向きから押しています。
空気は気体なので、つねに気体の分子が飛びまわっています。この分子がぶつかることから、どの向きからでも気圧が生じます。
圧力のつり合い
大気圧はけっこう大きな圧力ですが、
わたしたちはつぶされていません。内側からも同じ圧力で押し返しているからです。
単位面積にかかる力どうしでつり合っています。
このつり合いがくずれたときを考えてみます。
順番にラジオボタンをクリックしてみてください。
【例】
吸盤
壁などと吸盤との間の空気を抜いて大気圧でくっついています。ストローで飲み物を吸うとき
ストロー内部の空気を吸いとって
大気圧との差で飲み物を
吸い上げています。
トリチェリの実験(参考)
いっぽうの端を閉じたガラス管に水銀を満たし、
さかさまにして容器の中に立てるとガラス管内の水銀は大気圧が1気圧のとき、76cmまでの高さに下がって止まります。このとき
大気圧の大きさ=水銀柱の重さによる圧力1気圧=760mmHg
※この水銀柱の高さは気圧の単位になっています。
Hgは水銀の原子記号です。
(周期表で確認してください)
【例題4】
水銀柱が75cmのときの気圧は何hPaか。小数第1位まで求めよ。単に換算の問題です。ラクなので比例式を使いましょう。
1気圧(1013hPa)のときに76cmなので、χhPaのときに75cmとすると、
1013(hPa):76(cm)=χ(hPa):75(cm) 比例式の解き方はこちら
76χ=75×1013 これを解いて χ=999.67…
小数第2位を四捨五入して 答え…999.7hPa
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