Precious Precious

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気体の圧力



 圧力は「押す力」と中学で習います。「指をペン先でつつくと痛い」などと言われれば圧力を実感できるかもしれません。
 ところが、「気体の圧力」となると、??ってことになり、これまた頭の中でイメージする必要があります。わたしたちは普段感じることはありませんが、空気の圧力を受けています。よく、標高の高い地域では「空気が薄い」などと言われますが、これはどういうことでしょう?化学実験でよく用いる、「スピード漬け物機AIR FRESH」を用いて、気体の圧力の変化を目で確かめてみます。


☆ 山頂などでお菓子の袋がパンパンに膨らむのはなぜ?

→山登りをしたとき、お菓子の袋が膨らんでいるのを見たことがあるでしょうか?袋の中にも若干気体が入っており、平地では空気の圧力(「大気圧」といいます)と袋の中の圧力がつりあった状態と言えます。標高の高いところつまり「空気が薄い」場所では、空気が「少ない」分、 袋を押す力が弱くなるのです。袋の中の圧力は平地と変わらない ので、圧力の力関係が「平地の大気圧<<袋の中の圧力」となり、袋がパンパンに膨らむのです。この力の差が激しくなれば、もちろん袋はやぶけます。

この現象は下の写真と同じと言えます。

(1)AIR FRESHにほとんど膨らまさないで縛った風船を入れ
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(2)ポンプで容器中の空気を抜いていきます。(なかなか疲れます;)
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(3)容器中の空気が少なくなり=圧力が小さくなり、風船の中の圧力が勝って風船は膨らんできます。
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(4)蓋のボタンを押して元に戻すと、風船はしぼみます。
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※この容器は、「空気を抜く=限りなく真空に近い状態にする」ことで、酸素に弱い微生物の繁殖を抑え、保存容器としても使うことができます。


☆ 山頂でご飯が炊けないのはなぜ?

→富士山頂における水の沸点は87℃、エベレスト山頂では71℃といわれています。標高が高いほど空気が少なく、空気が水面を押す力に比べて水が蒸発して水蒸気となったものが押す力が強くなり、平地より低い温度で沸騰が始まるのです。沸点は水が水蒸気に完全に変わるまで一定なので(理論上)、水温がこれ以上上がることがなく、おいしいご飯が炊けないのです。

(1)AIR FRESHにポットのお湯を入れ(このときで温度計は70.2℃)空気を抜いていきます。
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(2)100℃じゃないのに、ボコボコと沸騰しているのが見られます。(ごめんなさい、途中でお湯足しちゃいました;)
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「真空」という体感できない状態を説明するとき、このAIR FRESHはお助けマシーンなのです。







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