標準大気圧の定義について

質問

理科年表を見ていて
「標準大気圧＝７６０ｍｍＨｇ（定義）＝１０１３２５Ｐａ」
というのを見つけました。

重力加速度は場所によって変化します。水銀の密度は温度によって変化します。定義と言っても何か変な感じがしました。

理科年表に標準のｇの値＝９８０．６６５ｍ／ｓ＾２（定義、１９０１年国際度量衡総会）というのがありましたのでその値を使っているのでしょう。
ｗｉｋｉｐｅｄｉａに
「水銀柱ミリメートル（正確には協定水銀柱ミリメートル）は、国際気象機関(WMO)によって「重力加速度が正確に980.665 cm/s＾２である地点において、密度が正確に13.5951 g/cm＾３である流体の高さが正確に1 mmである垂直な柱の底面における圧力」と定義されていた 」
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%88%E3%83%AB

というのがありました。
１０１３２５はこれで計算した値の端数を切り捨てたものという説明も別のところにありました。

（１）定義の中では水銀という言葉は使われてはいません。温度等による影響はそれによってクリアーされるとしているようです。でもｍｍＨｇという記号が意味するとおり、元々は水銀からスタートしています。
水銀の０℃の密度は手元にある辞典（森北出版）では１３．５９５５ｇ／ｃｍ＾３です。定義の中の密度とわずかですが食い違っています。定義の中の１３．５９５１というのはどこから出てきた数字なんでしょう。辞典に載っていた１３．５９５５という数字が違うのでしょうか。

（２）重力加速度の値が９．８０６６５ｍ／ｓ＾２という値の基準になった場所はどこでしょうか。理科年表の重力実測値や正規値を見ると北緯４５°付近だとは思います。載っている範囲ではぴたっとした値は見つかりませんでした。検索もしてみましたが見つけることが出来ませんでした。
　具体的な場所があってこの様な値が基準として決まったのだと思いますのでご存知の方がおられましたらよろしくお願いします。

回答No.4

oo14 · ベストアンサー

あまり好きではないのですが。ここに書いてある根拠と数値は大概間違いのない内容だと思っています。
重力加速度の定義
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%87%8D%E5%8A%9B%E5%8A%A0%E9%80%9F%E5%BA%A6
標準大気圧の定義
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%B0%97%E5%9C%A7
キログラムの定義
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%AD%E3%83%AD%E3%82%B0%E3%83%A9%E3%83%A0
メートルの定義
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%A1%E3%83%BC%E3%83%88%E3%83%AB
すべて根拠があって決められた決め事だと思います。

お礼

有難うございます。

ｗｉｋｉにも載っていたんですね。検索能力が未熟で恥ずかしいです。

「標準大気圧」のｗｉｋｉは開いていながら「重力加速度」のｗｉｋｉは開いていませんでした。

＞1880年に「北緯45度の海上の重力加速度の値」として、その値を9.80619920m/s2と定めた。1901年の国際度量衡総会において、標準重力加速度の値を9.80665m/s2と規定し、以来その値が用いられている。

それにしても１８８０年の値と１９０１年の値のズレが大きいですね。

標準重力加速度を決める意義についてはまだ十分に理解できていません。でも標準大気圧を決めるところではその値が使われています。これだけのことなのかなとも思います。

回答No.3

oo14

こういう数値は決め事ですからね。
キログラム原器がなんでこうなってるのといってもいまさら仕方がない話ですし、有効数字6桁クラスでも換算を繰り返すとずれてきますが、
4桁以上は現実問題として計測誤差が大きいのであまり意味がありません。温度も０℃とか２０℃だけで検討しても、実際はどんなにがんばっても２０℃で計測することは不可能に近いです。近傍に３６℃の体温をもった計測者もいることですし。
JIS W0201/1990 「標準大気」もＩＳＯ丸写しです、決め事ですから一度見ておかれたほうがいいと思います。なお、この類の決め事は国際的にコピーが許されていないので、インターネットに頼っている限り、何も分かりません。

お礼

キログラム原器もメートル原器もメートル、キログラムの元になるものがあってのものです。適当に決めたものではありません。だた原器を決めることによって精度を上げることが出来ることになります。

単にキメ事であれば１０１３２５Ｐａを標準大気圧とするではなくて１０１３００Ｐａでも良いわけです。重力加速度にしても９．８０００００ｍ／ｓ＾２でも良いわけです。でも実際はそうなっていません。現実にある値を基準に選んでいます。

２０℃という温度の測定すら怪しいというのは「？」です。中学校や高等学校ではそうでしょうが熱の専門的な分野ではそういうことはないはずだと思っています。
ＪＩＳ、ＩＳＯにしても、ＮＢＳ（？）においても温度測定の精度は怪しいと言われているのですか。
重力測定でも８桁の精度で測定がされています。理科年表には京都大学地質学鉱物学教室重力室が国際基準点になっていて
ｇ＝９．７９７０７２７ｍ／ｓ＾２
であると載っています。日常的な測定の精度は４桁程度までということと基準になる量の測定の精度とは別の話だと思います。

細かい数字にはそれなりの根拠があるという風に考えましたので質問を出させて頂きました。

回答No.2

noname#29127

>こういう分野のかなりの専門家でないと分からない事ではないでしょうか。
専門はまったく違う分野です。

質問に興味がわいたので、googleにて「13.5951 13.5955」で検索して
出たページの13.5951,13.5955の部分だけ読みました。

密度が変わるというよりも、1gの水の体積をより厳密に扱うかどうかで
変わるという感じだと思います。基準となる水の値がかわることに
より、水銀の値も変わるということなのでは、と思っています。

もっと専門の詳しい回答があれば、そちらを参考に。

回答No.1

noname#29127

専門ではないのですが、下記に（１）の違いのヒントのようなものが
載っていました。

http://www.du.edu/~jcalvert/tech/fluids/hydstat.htm
[Measurement of Specific Gravity]の二つ目のパラグラフに
関連の記載があります。

4度の水の1gの体積は実際には0.999973 cm3であり、これを1cm3とした時の
密度には差が生まれます。
水銀も同じようで、1gの体積を正確に計算した場合が0度で13.5955g/cm3で、
もう一方の場合が13.5951g/cm3となるようです.

お礼

有難うございます。

こういうサイトのこういうパラグラフに載っているというのが分かるということに感心しました。こういう分野のかなりの専門家でないと分からない事ではないでしょうか。

英語だというのがちょっとつらいです。

水の密度の値が少し変わったということに連動して水銀の方も変わったというのがちょっと分かりません。密度であれば変わらないはずです。密度の数字を比重と同じ値にしなければいけないということからかなと推測しています。

とにかくどちらの数値にも意味があるというのが分かりました。

この様な精度の質量をどの様にして測るかも問題になることでしょうね。