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蒸気圧の問題（水銀柱）で困っています
蒸気圧の問題でわからない部分があります。解説よろしくお願いします。（化学I・II重要問題集55(3)） 「水銀柱の高さが750mmになるように、ガラス管を手で押さえて水銀柱に沈めた。」という内容が文章中にあり、解答の図にはガラス管上部に真空部分は生じていなくてガラス管内がすべて水銀柱が満たされている図になっています。このときは大気圧とガラス管内の水銀の圧力がつりあっていない、というのは理解できるのですが、なぜ上部が真空とならないのでしょうか。ご解説よろしくお願いします。
- akatsuki11
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＞水銀柱の高さが750mmになるように、ガラス管を手で押さえて水銀柱に沈めた まずは確認からです。 ２つ目の「水銀柱」は「水銀中」ですね。 仮に容器の中の水銀がタップリあって深さもかなりあるとします。大気圧を７６ｃｍＨｇとします。 ９０ｃｍほどのガラス管に水銀を詰めて容器の中の水銀に沈めます。ガラス管を上下に動かして見ます。液面から出ているガラス管の長さが７６ｃｍ以下だと管の上まで水銀がつまっています。７６ｃｍ以上になると上に空所が出来ます。ガラス管の中と外とで釣り合っていないといけないからです。ガラス管を下げると一度出来た空所がなくなります。（この時ゆっくりやらないと水銀がガラス管のてっぺんを突き破ってしまうことがあります。要注意です。） 普通はこういう事が出来るほど水銀の量が多くありませんので水銀柱の上に空所が出来る場合しか見ることが出来ないのです。空所が出来るような長さのガラス管を用いると空所がなくなるようにしようと思えば１０ｃｍ程度沈めないといけません。
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１気圧(760 mmHg)での話だと考えれば、大気圧によって、ガラス管内の水銀柱が上向きに押される力は760 mmHgに相当します。それに対して、ガラス管内の水銀柱によって下向きに引かれる力は750 mmHgに相当します。 したがって、ガラス管内は差し引き10 mmHgに相当する圧力で上向きに押されることになります。仮にその力が下向きになれば（すなわち、水銀柱の高さが760 mmHg以上になろうとすれば）、上の空間が真空になり、水銀柱は760 mmHgの高さまで下がって釣り合うことになります。 今回は、750 mmHgなので、そうはなりません。まだ、10 mmHgに相当する力で上向きに押されていることになります。
補足
ご解答ありがとうございます。ということは、760mm以下になるようにガラス管を手で押すとどんな大きさの力の場合でもガラス管内に真空部は生じないと解釈してよろしいのでしょうか？
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