空気ってめちゃめちゃ重たいって本当？ 中学2年 15気圧と風①
気圧と圧力
大気(空気)
普段意識することはないけれど、空気にも重さ(質量)がある。⇒地表のありとあらゆる物体は空気によって押されているんだ。
真空パックされたソーセージ入りのパッケージは、ソーセージにビニール袋が密着しているけれど、密閉されたソーセージ入りの袋から空気を抜くと、ビニール袋を押し返す力が失われてしまうため、周りの空気がビニール袋をソーセージに押さえつける力が大きくなり、密着してしまうんだよ。
空気がなくなったことによって、当然に袋が密着するような気がするけど、そうではないよう。
宇宙は空気がないけど、広大な空間が広がっていることを考えると、よくわかるね。
真空パックは、普段感じることの難しい空気の重さを感じられる貴重な例だといえるね。
同じように、人間にも空気の質量の分だけ、
空気の圧力＝気圧が生じているよ。
頭上の空気が全部のしかかっているイメージだね。
圧力
やってみよう！！
鉛筆の両端に押し付けた指。どちらが痛い？
痛い方が圧力は大きい？小さい？
ある面積当たりに垂直に加わる力のことを圧力というけれど、加わる力が同じであれば、面積が小さい方、鉛筆の例で言えば、尖った方に大きな圧力がかかり、痛く感じるね。
ここでいう気圧とは、空気がある一定の面に加える力のことを言うよ。
気圧(大気圧)
空気は地球上のどこにでも存在するから、気圧はあらゆる方向から同じ大きさで物体に加わる。
地上の標準気圧は、1気圧が1013hPaと決められている。
それでは、問題。約1㎠四方(小指の爪くらいの大きさ)にかかっている気圧はどれぐらいだと思う？
次の中から選んでね。あなたの爪の上の空気の重さを想像してみて！！
- １g (１円玉の重さくらい。)
- 100g(コンビニのおにぎり一個分)
- 1㎏(1000mlの牛乳パック１本分)
- 10㎏(電子レンジ一台分)
３．約1㎏
小指の爪…。潰れます。
気圧は、地表が最も大きく、上空になるほど小さくなる。
高度が上がると、地球の重力の及ぶ範囲が小さくなるので、山頂では頭上の空気の量が少なくなり、気圧も低くなる。
コンビニで売られているポテチが膨らまないのは、ポテチの周りから袋にかかる圧力と、袋の中から押し返す圧力がつりあっているから。
一方、山頂では、標高が高く、ポテチの袋にかかる圧力が小さくなるため、地上で封入された空気の気圧が大きくなることが膨らむ原因。
水を熱すると、水の分子は自由に動きはじめ、水蒸気になって外に飛び出そうとするが、地上では気圧が高いため、100℃にならないと、蒸発が始まらない。
一方高地では、気圧が低く、水の分子を押さえつける力が弱いため、低温でも蒸発する。富士山の山頂では約87.8℃で沸騰する。
