• ベストアンサー

大気圧について

Quarksの回答

  • Quarks
  • ベストアンサー率78% (248/317)
回答No.1

ご推察のとおり、高い位置ほど、その高さより上にある空気の重さが小さくなるので、気圧が下がるのです。   一方、"天井が空気の重さを支えているから…"というのは、成り立たないです。 イメージして欲しいのですが、地球大気に、空気の柱を考えてみましょう。たとえば地面の1m^2の土地の上に乗っかっている空気の柱です。地面の1m^2の面積にこの空気柱の重さが掛かっているので、地面には大気圧が掛かっているということが観察されるのですね。ところで、この空気柱ですが、これ以外の空気をすべて取っ払ったらどうなるでしょうか?そう、周りに広がる(拡散してしまう)はずですよね。ということは、空気柱には、周囲から横方向にぎゅうぎゅう押している力が掛かっていて、拡散しないようになっていると考えるべきなのです。この力は、周りの空気からの圧力に起因するのは明らかです。そしてもちろん、注目している空気柱もまた、周囲の空気に圧力を掛けて、押しているはずなのですね。これは、空気の重さに起因する圧力は、下方向だけでなくて、横方向にも(いや、あらゆる方向にも、ですね)働いていると考えるべきだということになります。 ですから、天井で上に載っている空気の重さを支えているように見えても、横方向などからも圧力を受けているので、天井が有ろうと無かろうと、気圧が変化することは無いのです。

final2909
質問者

補足

横方向からも気圧の圧力がかかるのは知っていたのですが、横にも壁があるので力が遮られるような気がするのです。外の場合、広いですのでものすごい空気がありますが、家の中の場合、たかだか天井までの3m、壁までの3mまで分くらいの空気しかないわけなので、疑問に思うんです。

関連するQ&A

  • 大気圧について

    大気圧について調べてみると「空気には重さがあり空気に押し潰されているので大気圧が生じ、高所ほどその上方にある空気柱の高さが低くなるので気圧は低くなる。」というような説明が出てくるのですが、これは本当に正しいのでしょうか?もしこれが正しいのなら、空気柱の高さが低い家の中では気圧が低くならないといけないと思うのですがどうなのでしょうか?それに自分は高校の物理学の時間に気体の分子運動論について少し学びましたが、ものすごくたくさんの気体分子がものすごい速さ運動しておりその気体分子が何度も何度もぶつかるので圧力が生まれるというふうに習ったと思うのです。大気圧と空気柱の高さは関係しているのでしょうか?

  • 気圧と上昇気流と下降気流の関係おしえてください!!中学レベル

    悩み1 大気の塊は上昇すると気圧が下がり、膨張して温度が下がり雲ができる。 という言葉が疑問だらけで悩んでいます。 >大気の塊は上昇すると気圧が下がり、 気圧=空気の重さによる圧力と認識しています。 だから私は、 例えば、Aさんが山の上に行くと、山の下よりも自分にのしかかる空気が少ない。という考え方をしています。 でもこの考えだと山に行くと体は軽く感じるのかなぁ?って考えてしまいます。どうなんでしょうか?? でもポテトチップが山の上では膨らむのもコレですよね? で屁理屈になりますが、じゃあ山の下の人でも家の中に入っていたら自分の上にのしかかる空気は少ないから家の中は外よりも気圧が低いの??そもそも部屋にいると体は軽く感じるはずじゃないの?? と考えてしまいました。なぜこの考えは間違いなのでしょうか?? >膨張して温度が下がり 膨張するってのはポテトチップの例と同じですよねぇ? でも膨張したらなぜ温度が下がるんでしょうか?? 悩み2 風は気圧の高いところから低いところに向かって吹く。 なぜですか!? 悩み3 低気圧の中心に向かってまわりから吹き込んだ空気の塊は、中心部で上昇気流となって上昇にあがっていく。 なぜ低気圧の中心部は上昇気流になるんですか?? いっぱい質問してすみませんが、わかる方教えてください。 地学だいぶ初心者ですがよろしくお願いします。

  • 大気圧について

    大気圧は一般に地上より上の1平方メートル当たりの大気の重さで求めます。しかし実際は地上に衝突する分子の衝撃がその実体ですよね。その衝撃が上の大気の重さを反映しているとしたら、紙袋やガラス瓶に閉じ込めた大気分子も同じく1気圧を示す、つまり同じ衝撃を与えるわけですが、上の大気の影響をうけていないのになぜ1気圧を示すと説明したらよいのでしょうか。

  • 大気圧を重さと表現することについて

     お世話になります。  非常に基礎的な質問で恐縮ですが、中学の教科書で大気圧を重さと表現 するのは、正しいのでしょうか?気体分子の衝突という説明は困難である のは分かりますが、空気の重さによって生じる圧力が、四方八方からかか るという説明がよくわかりません。大気圧を空気の重さと考えることも難 しいように思えます。  大気圧を空気の重さと考えてよい妥当性は、どこから出てくるのでしょう か?

  • 大気圧はなぜ生じている?

    地表では上空の空気の重さが積み重なって、大気圧が作られていると説明されます。しかし低気圧のときは、上空に雲があって、大量の水があります。高気圧では、天気がよければ何もありません。 最初の説明どおりなら、低気圧のほうが、上空にたくさん水があるので、重くなるはずです。高気圧は何もないので軽くなるはずです。でも実際は逆です。なぜですか?

  • 大気圧と重力の関係

    中学の物理分野で大気圧は空気の重さと習いますが,圧力は気体分子の衝突回数でもあります。 地球の中心からの距離が短い低地では気体の数が増えるため気圧が大きくなり,高地では重力が小さくなるため気体の数が減少し気圧が低くなる。 また,大気圧を気体の衝突回数と考えた方が,大気圧はあらゆる方向(横からも)にはたらくということもうまく説明できます。 つまり,低地と高地の大気圧の変化は空気の重さではなく,重力の違いによる気体の数の変化と考えています。 私の考えはおかしいですか?

  • 気圧はどのように決まるのでしょうか

    気圧についての質問です。高校の教科書や入門者向けの気象学の本には、気圧は測定地点から上にある空気の重さによって生じると書かれているのですが、実際気圧とは測定した場所より上方の空気の重さだけで決まるものなのでしょうか? 答えと理由を詳しく教えてください(*_ _)

  • 密閉容器内における気圧と水圧の関係について

    教えていただきたいのですが、ガラスなどの硬い密閉容器内(10cm×10cm×10cmで容積は1リットル)に水を790ml入れます。その水中に球状のトコロテン10ml分を一塊でいれます(便宜上水と同じ密度と思ってください)。残った空間200mlには1気圧の空気を入れておきます(つまり圧縮も膨張もしていない状態の空気)。この容器は注射器のようなもので全体の容積を変化させられるものとします。 その状態から空気の体積を100mlまで圧縮した時には空気の気圧は2気圧になると思うのですが、トコロテンにかかる圧力も2気圧になるのでしょうか?また、元の状態から空気の体積を400mlに膨張させると気圧は0.5気圧になると思うのですが、トコロテンにかかる気圧も0.5気圧になるのでしょうか? 温度は室温で容器の体積を変化させてから48時間以内におけるトコロテンにかかる圧力を教えていただければありがたいのですが。誤差程度のものはあまり気にしていないのですが。 それとこのような密閉空間内における水圧と気圧の関係についてですが、空気の圧力と水中の圧力は同じと考えていいのでしょうか?それぞれの単位などはどうなっているのでしょうか?中学校の理科的な注射器内での話として説明していただけると僕的には理解しやすいので是非是非ご回答のほどよろしくお願いいたします。

  • 院試の問題について(熱力学かな?)

    院試の過去問で教えてください。 (1)ある高度での大気圧はその上に存在する空気の重さで決まる。すなわち、空気の密度をρ、重力加速度g、鉛直方向座標zとするとき、 P(z)=∫gρ(z′)dz′(積分範囲z~∞) である。大気の温度を一定値Ta、大気を理想気体としたとき、圧力の鉛直分布をzの関数として答えよ。但し、地表(z=0)の大気圧をPoとする。 (2)また、上では大気圧を一定としたが、現実には山の上の気温の方が麓よりも低い。これは、麓の空気が山の上へ移動したり、山の上の空気が降りてきたりする事による。何故、高いほど気温が低くなるのか?熱力学に基づいて説瞑せよ。 (1)については手が全く出ませんでした。どこをどうすればよいやら・・・・。 (2)については、以前熱力学の本か何かを立ち読みしたときに、断熱変化として考えるべきだと書いていたような気がしたので、Vを一定として、 PV^(γ-1)=一定、状態方程式よりV=nRT/pより、 TとPが比例に近い?(rの乗数がかかっていますが) 関係になることから、気圧が低い山の上ほど、気温が低い のではないかと考えたのですが・・・。 回答お願いします。

  • ペットボトルの気圧について

    少し気になって考え出したのですが、だんだんよくわからなくなって混乱してきました。気になって他のことが手につきません。 例えば200mlのペットボトルと1.5Lの大きさの違う2つのペットボトルに、限界まで空気を入れて中の圧力を高めて密閉したあと、どっちの方が圧力が高くなりますか? 単純に考えると、大きい方がたくさん空気が入って中の気圧は高くなりそうな気がします。しかし、PV=nRTの状態方程式から考えると、体積と圧力は反比例するので、小さい方が圧力は高くなるのかなとも思います。 話は少しそれますが、小さい部屋と大きい部屋では気圧は変わらないので、そもそも変わらないのじゃないかとも言われたのですが、部屋では密閉した状態ではないし、比べるのもどうかと思うのですが。。。 そもそも比べる基準が間違っていたり、状態方程式のつかいどころが間違っているのかもしれません。 いろいろごちゃごちゃしていて内容のつかみにくい質問だとは思いますが、少しアドバイスでもいただけたらと思います。皆さんお忙しい中、こんなつまらない質問に答えてもらうのも申し訳ございませんが、ぜひお願いします。 それから、前記に付随して、断熱膨張と断熱圧縮による気温の差が大きくなるのがどちらなのかも気になります。