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で、 大気圧は空気の重さが要因となって生じているんだ。 大気圧の単位はパスカルを使うけど、特に気象業界ではヘクトパスカル（100パスカルのこと）を使う慣習があるよ。 大気圧の差を利用してアルミ缶を潰す．空のアルミ缶 に水を少量入れて，ガスコンロで加熱する．アルミ缶か ら水蒸気が噴き出してきたら，火ばさみで素早く180℃ 回転させて水槽の水に入れる．アルミ缶の内側では，水 大気圧の強さを実感できる、 水蒸気を使う面白い実験 があります。 空き缶に少し水を入れ、熱して沸騰させたらフタで密閉します。 気体の圧力と液体の圧力は大気圧や水圧だけではありませんが、 ここでは大気圧と水圧についてまとめておきます。 それぞれを求める計算公式と単位がいくつかありますので、名前と読み方と意味を覚えておく必要があります。 簡単な計算 … 針金でロートを支える枠と取っ手を作り，取っ手にガムテープを巻く（写真1.2）。これを使って実験を行い，湯が手にかからないようにすること。私たちは，普段は感じていませんが，常に大気圧によって外から押されています。今回の実験は，この大気圧を利用した実験です。普段は感じていない大気圧がどのくらい大きいのか実感できる実験です。湯を捨てたら，ペットボトルの蓋を閉めて放置する。（写真4.1）実験手順1〜3で，ペットボトルに湯を入れてよく振り，その後その湯を捨てます。この手順を2〜3回繰り返します。この手順は，ペットボトルの中を，一部の湯が状態変化して生じた気体の水蒸気で満たすために行っているのです。ペットボトルの中を水蒸気で満たした後，蓋を閉めて放置すると冷えていき，気体の水蒸気が液体の水に状態変化していきます。蓋が閉まっているため空気が入れず，ペットボトルの中の気体が減少し，中の圧力がだんだんと小さくなります。やがて，ペットボトルの外側にある空気の圧力，つまり大気圧によって，ペットボトルがつぶされるのです。この実験で，大気圧の大きさが実感できますね。このときペットボトルは熱くなっているので，軍手を着用すること。ペットボトルの蓋をあけて，湯を流しに捨てる。手順1〜3を2〜3回繰り返す。すぐに，ボコッ！ボコッ！と音をたてながら，ペットボトルが潰れていきます。（写真4.2）ペットボトルが，突然，ボコッ！ボコッ！と音をたてながらつぶれていきます。これは何故なのでしょうか？ >大気圧は約1030hPaって習ったんですけど、[＊＊mのところに働くのは何気圧でしょうか。また、㎩、hPaの両方で答えなさい]って問題が出てきました。まったくわかんなくて、、、。ただ単なる意地悪問題ってことですかね？私が理解力ないからかもですけど、どうやって求めるんですか？のこと。100パスカルが集まれば1ヘクトパスカルに進化できるわけだ。ただ、気象情報で使う大気圧としてはbarだとデカすぎるから、それを1000分の1をしたミリバール[mbar]というものを使っていた。上に行けば行くほど、のしかかってくる空気の量が少なくなるから、大気圧が小さくなるんだ。なぜなら、缶ジュースを中から支えていた空気がなくなっちゃって大気圧が0になる。すると、缶の外の空気による大気圧が釣り合わなくなっちゃうわけさ。ということで、もともと使っていたミリバールという単位に数値感を合わせるために、ヘクトパスカルを使うようになったんだとさ。ポテトチップスの袋の中の空気（地上のもの）の大気圧の方が、富士山頂上の大気圧より大きいからね。でも、パスカルを使い始めると、もともと大気圧の単位でミリバールに慣れていた人々が混乱しちゃう。じつは、空気中にある全ての物体は、空気によって四方八方から圧力を受けているんだ。大気圧っていうのは普段は意識しづらいけど、確かに空気中にある全てのものにはたらいている圧力なんだ。1m²あたり10トンの物体がのっているのと同じ力が大気の重さにあるなんて信じられないぜ！1大気圧は、1m²あたり約100,000N（正式には101,325N）の力がかかってるんだったよね？たとえば、海で泳いでいる時に受ける大気圧と、富士山に登った時の大気圧を比べると、圧倒的に富士山に登った方が大気圧は小さい。富士山に地上で購入したポテトチップスを持って行くと、袋が膨らんでしまうのはこのためだ。10,000,000gは10,000kgのことで、さらに上の単位で現すと、空気は目に見えなくて重さなんてないように見えるけど、じつはちゃんと質量を持ってるんだ。だから、１ミリバールの単位と同じ数値感で大気圧を語れるように、ヘクトパスカルを使い始めたのさ。たとえばわかりやすい例として、ここに1つの缶ジュースがあったとしよう。昔々、気象業界では大気圧の単位でバール（bar）というものを用いていて、ただ、1990年ぐらいになると、この大気圧の単位を世界で共通している単位（SI単位系）に統一しようとしたわけ。大気圧は約1030hPaって習ったんですけど、[＊＊mのところに働くのは何気圧でしょうか。また、㎩、hPaの両方で答えなさい]って問題が出てきました。まったくわかんなくて、、、。ただ単なる意地悪問題ってことですかね？私が理解力ないからかもですけど、どうやって求めるんですか？という感じで、ミリバールに単位の大きさをうまく合わせることができたんだ。この足した部分の面積を1m²だとすると、その全部足したと時の重さはなんと、｢大気圧の変化によって起こる現象｣というのがテスト範囲にあるのですが、どういうものかさっぱり分かりません。宜しければ教えてくださいませんか？もちろん、この缶ジュースも空気中にある限り、大気圧を受けてるはず。もちろん、この記事を読んでいる君の顔も大気圧を受けているわけだ。空気中にあるものすべてに働いている圧力だから、机の上の消しゴムも大気圧を受けてるし、大気圧の単位はパスカルを使うけど、特に気象業界ではヘクトパスカル（100パスカルのこと）を使う慣習があるよ。地球の大気を、海面から上空の空気があるところまで全部足してみよう。で、この缶ジュースから一気に中身の空気を抜いてしまったとしよう。なぜなら、富士山の高度は高いから、上にある空気の量が少なくなるからね。 3 2つめの図に、水蒸気の粒をたくさん書かせる ※矢印はまだ書か … 大気圧と水圧の大きさの関係と計算についてまとめていきます。大気圧空気には、質量があり、地球を取りまく空気（＝大気）に重力がはたらくことによって生じる圧力を大気圧といいます。単位は、ヘクトパスカル（hPa）で、1気圧＝1013hPaです。1h ペットボトル内の空気が抜けると、大気圧を押し返すことができない. ペットボトルの水が落ちたり落ちなかったりする理由子どもとお風呂で遊んでいてわからなかったことがあるので教えてください。添付の図で説明します。図の(1)の状態ペットボトルに空気と水を入れて、口を下にして水面につけると、ペット ペットボトルの中は水蒸気で満たされている．それを密閉した状態で冷やすと，大量 の水蒸気は凝縮して水となり，気体の量が減る．すると，ペットボトル内の空気の圧力 は大気圧よりもずっと小さくなるため，大気圧によってペットボトルはつぶされる． ＊ペットボトルに蓋をした場合と比較実験をしてみると良い。蓋をした場合は、水の流出 によってペットボトル内の圧力が下がり、水の出口を押す大気圧が相対的に大きくなる ので水は流出できなくなる。 水の出方が同じ . 逆さコップの実験では、コップを逆さにすると、水の重力により板が少し下がり、コップ内部は減圧する。コップには、下から大気が押す力と水の薄膜による表面張力の合力が働き、下図のように下向きに働く力とつり合い、板は落下しない。燃焼が継続されるためには一定の酸素の供給が必要であり、ロウソクの場合は酸素の必要量は空気の体積率の約１５％（燃焼限界酸素量）と示されている。空気中の酸素の２１％すべてが消費されるのではなく、消費量はその１/４になる。結局、酸素の体積減少率は②プラスチックの上部を切り取り、水をつけてプラスチック板と合わせると、板は落ちない。この場合も二枚のガラス板の接着と同じで、コップと板の間の水の薄膜に働く表面張力であると考えられる。６ 上昇が停止したら容器の外側に水位の位置を記すためにテープを貼る。「空気や水のような流体が高速で流れるとその部分の圧力が低下する。」これをベルヌイリの定理という。図のように空気の流れが細い管を通る時に圧力が低下し、下のパイプにかかる圧力が小さくなり圧力差が生じる。空気が高速で流れると周りに比べて気圧が下がり周囲から力を受けて様々な現象が見られる。紙の間の空気が強く押し出され、気圧が下がり、周囲から押されて二枚の紙はくっつく。（下のベルヌイリの定理参照）②持ち上げると空気が入るのは、大気がコップを押す力が、コップの内部から外向きに押す力よりも大きいことを示す。なぜ内部の力が低下するのか。コップを持ち上げた時、机からの垂直抗力が無くなり、板に水の重力がかかるため板が少し下がり、コップ内部の体積は増加する。密閉状態で体積が増加すれば、容器内の圧力は低下する。そのためコップを外から押す力の方が大きくなり、空気が入ってくる。コップに空気が入ると、その空気圧が水面を押し、その力が板に伝わる。この力と水の重力の合力が板に働き、大気圧が下から押し上げる力と表面張力の合力を上回り、板は落下する。コップに水を入れガラス板、プラスチック板、段ボールなどで蓋をし、逆さまにすると下図のように板は落下しない。この現象は、上から板にかかる力を、大気圧と水の表面張力の合力が下から支えているからと説明されている。二つの力を別々に説明し、その合力で支えていることを説明する。冷水をかける 手にくっついて持ち上がるくっ付く吸盤 机にくっ付くアクリル板消費される酸素と発生する二酸化炭素の体積比は３：２なので、酸素がすべて消費されたとしても酸素の２/３に相当する二酸化炭素が生成される。水蒸気は燃焼後微小な水滴に変わる。この変化は容器の表面に水滴が付着することからわかる。このことから容器内の空気の体積減少率は、酸素の全てが消費されたとしてもるもの ロウソク大小 メスシリンダー 背の低い水槽 粘土 水 マッチ７ 水位の上昇位置まで水を入れ、メスシリンダーに移して体積を求める。ガラス板が乾燥していると2枚を重ねてもくっつくことはなく、一方が落下する。しかし、間に水があると接着し落ちない。ガラス板にかかる上下の大気圧は等しいので、水の表面張力で2枚のガラス板が接着していると考えられる。①小さな穴に働く水の表面張力が、外から空気が入るのを遮断すると考えられる。水の表面張力により、外側から押す力と内側から押す力が等しくなるためと考えられる。減圧で沸騰（テーマ１５）のように注射筒に高温水を入れ密封し、ピストンを引くと水中から空気の泡が生じる。これはピストンを引き、注射筒内部の体積が増加すると内部の圧力が低下し沸騰することを示す。この時ピストンを引く手を緩めると、大気圧により押されてピストンは戻り気泡は消える。この現象と同様に、コップを持ち上げた時、板にかかる水の重力のため板は少し下がり、内部の体積が増加する。そのためコップ内部の圧力は低下する。以上のように水の薄膜は 表面張力により物質を接着する働きをする。ロウソクの燃焼により容器内は加熱され空気は膨張する。図のように円筒ガラス容器の底から空気が漏出して泡の放出が見える場合がある。これは空気の膨張により容器内の空気が外部に排出されたことを示す。温度上昇により水面から水蒸気が供給され、消炎後、飽和蒸気圧に達し微小な水滴になり、空気の体積は収縮し容器内の圧力は低下する。外部の大気圧よりも容器内の圧力が小さくなり、外部からの大気圧により押されて水が容器内部に侵入してくると考えられる。ロウソクの本数が１本よりも２本、小さなロウソクよりも大きなロウソクの方が容器内の温度上昇が大きく、空気の体積膨張も大きく、消炎後の収縮も大きくなり、外部との圧力差が大きくなる。その結果、容器内部に侵入する水の量が多くなり、水位の上昇が大きくなったと考えられる。体積減少率が約１/５を示す場合もあるがそれはたまたまそうなっただけのことであり、その結果は空気中の酸素の含有率が約２０％を示すものではない。容器を密閉し、空気の漏出を防止した実験では、燃焼後の容器内の圧力低下は約１/１００と小さい結果が報告されている。理科実験の盲点研究 埼玉大学名誉教授 金山廣吉 著 東洋館出版社 ２０００年５月初版吸盤どうしがくっつくのは、吸盤を押すことにより、吸盤から空気が押し出され、吸盤の内側が減圧し、一気圧よりも小さくなるそのため、周囲の大気圧が１気圧なので周囲から押されて吸盤がまるで接着剤でくっついたように離れなくなる。大気圧の大きさが実感できる。アクリル板を机に押し付けると、その小さな隙間の空気が押し出されて減圧し、大気圧でアクリル板が押し付けられる。同様に新聞紙が持ち上がりにくいのも、新聞紙と机の間の隙間が減圧し、上から押し付けられるからである。急に持ち上げることでつまんでいた新聞紙のところが破れることもあり驚く。
で、 大気圧は空気の重さが要因となって生じているんだ。 大気圧の単位はパスカルを使うけど、特に気象業界ではヘクトパスカル（100パスカルのこと）を使う慣習があるよ。 大気圧の差を利用してアルミ缶を潰す．空のアルミ缶 に水を少量入れて，ガスコンロで加熱する．アルミ缶か ら水蒸気が噴き出してきたら，火ばさみで素早く180℃ 回転させて水槽の水に入れる．アルミ缶の内側では，水 大気圧の強さを実感できる、 水蒸気を使う面白い実験 があります。 空き缶に少し水を入れ、熱して沸騰させたらフタで密閉します。 気体の圧力と液体の圧力は大気圧や水圧だけではありませんが、 ここでは大気圧と水圧についてまとめておきます。 それぞれを求める計算公式と単位がいくつかありますので、名前と読み方と意味を覚えておく必要があります。 簡単な計算 … 針金でロートを支える枠と取っ手を作り，取っ手にガムテープを巻く（写真1.2）。これを使って実験を行い，湯が手にかからないようにすること。私たちは，普段は感じていませんが，常に大気圧によって外から押されています。今回の実験は，この大気圧を利用した実験です。普段は感じていない大気圧がどのくらい大きいのか実感できる実験です。湯を捨てたら，ペットボトルの蓋を閉めて放置する。（写真4.1）実験手順1〜3で，ペットボトルに湯を入れてよく振り，その後その湯を捨てます。この手順を2〜3回繰り返します。この手順は，ペットボトルの中を，一部の湯が状態変化して生じた気体の水蒸気で満たすために行っているのです。ペットボトルの中を水蒸気で満たした後，蓋を閉めて放置すると冷えていき，気体の水蒸気が液体の水に状態変化していきます。蓋が閉まっているため空気が入れず，ペットボトルの中の気体が減少し，中の圧力がだんだんと小さくなります。やがて，ペットボトルの外側にある空気の圧力，つまり大気圧によって，ペットボトルがつぶされるのです。この実験で，大気圧の大きさが実感できますね。このときペットボトルは熱くなっているので，軍手を着用すること。ペットボトルの蓋をあけて，湯を流しに捨てる。手順1〜3を2〜3回繰り返す。すぐに，ボコッ！ボコッ！と音をたてながら，ペットボトルが潰れていきます。（写真4.2）ペットボトルが，突然，ボコッ！ボコッ！と音をたてながらつぶれていきます。これは何故なのでしょうか？ >大気圧は約1030hPaって習ったんですけど、[＊＊mのところに働くのは何気圧でしょうか。また、㎩、hPaの両方で答えなさい]って問題が出てきました。まったくわかんなくて、、、。ただ単なる意地悪問題ってことですかね？私が理解力ないからかもですけど、どうやって求めるんですか？のこと。100パスカルが集まれば1ヘクトパスカルに進化できるわけだ。ただ、気象情報で使う大気圧としてはbarだとデカすぎるから、それを1000分の1をしたミリバール[mbar]というものを使っていた。上に行けば行くほど、のしかかってくる空気の量が少なくなるから、大気圧が小さくなるんだ。なぜなら、缶ジュースを中から支えていた空気がなくなっちゃって大気圧が0になる。すると、缶の外の空気による大気圧が釣り合わなくなっちゃうわけさ。ということで、もともと使っていたミリバールという単位に数値感を合わせるために、ヘクトパスカルを使うようになったんだとさ。ポテトチップスの袋の中の空気（地上のもの）の大気圧の方が、富士山頂上の大気圧より大きいからね。でも、パスカルを使い始めると、もともと大気圧の単位でミリバールに慣れていた人々が混乱しちゃう。じつは、空気中にある全ての物体は、空気によって四方八方から圧力を受けているんだ。大気圧っていうのは普段は意識しづらいけど、確かに空気中にある全てのものにはたらいている圧力なんだ。1m²あたり10トンの物体がのっているのと同じ力が大気の重さにあるなんて信じられないぜ！1大気圧は、1m²あたり約100,000N（正式には101,325N）の力がかかってるんだったよね？たとえば、海で泳いでいる時に受ける大気圧と、富士山に登った時の大気圧を比べると、圧倒的に富士山に登った方が大気圧は小さい。富士山に地上で購入したポテトチップスを持って行くと、袋が膨らんでしまうのはこのためだ。10,000,000gは10,000kgのことで、さらに上の単位で現すと、空気は目に見えなくて重さなんてないように見えるけど、じつはちゃんと質量を持ってるんだ。だから、１ミリバールの単位と同じ数値感で大気圧を語れるように、ヘクトパスカルを使い始めたのさ。たとえばわかりやすい例として、ここに1つの缶ジュースがあったとしよう。昔々、気象業界では大気圧の単位でバール（bar）というものを用いていて、ただ、1990年ぐらいになると、この大気圧の単位を世界で共通している単位（SI単位系）に統一しようとしたわけ。大気圧は約1030hPaって習ったんですけど、[＊＊mのところに働くのは何気圧でしょうか。また、㎩、hPaの両方で答えなさい]って問題が出てきました。まったくわかんなくて、、、。ただ単なる意地悪問題ってことですかね？私が理解力ないからかもですけど、どうやって求めるんですか？という感じで、ミリバールに単位の大きさをうまく合わせることができたんだ。この足した部分の面積を1m²だとすると、その全部足したと時の重さはなんと、｢大気圧の変化によって起こる現象｣というのがテスト範囲にあるのですが、どういうものかさっぱり分かりません。宜しければ教えてくださいませんか？もちろん、この缶ジュースも空気中にある限り、大気圧を受けてるはず。もちろん、この記事を読んでいる君の顔も大気圧を受けているわけだ。空気中にあるものすべてに働いている圧力だから、机の上の消しゴムも大気圧を受けてるし、大気圧の単位はパスカルを使うけど、特に気象業界ではヘクトパスカル（100パスカルのこと）を使う慣習があるよ。地球の大気を、海面から上空の空気があるところまで全部足してみよう。で、この缶ジュースから一気に中身の空気を抜いてしまったとしよう。なぜなら、富士山の高度は高いから、上にある空気の量が少なくなるからね。 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