Learning Objectives
- 圧力の定義
- 圧力の単位とその換算方法を学ぶ。
気体の運動論では、気体の粒子は常に運動していて、他の粒子や、気体を入れている容器の壁と衝突しているとされています。 容器の壁との衝突は弾性的ですが(つまり、衝突による正味のエネルギーの得失はありません)、気体粒子は衝突の際に壁に力を及ぼします。 これらの力が容器の壁の面積に分散して蓄積されると、圧力と呼ばれるものが発生します。 圧力(P)は、すべての気体粒子と壁の衝突の力を壁の面積で割ったものと定義されます。
すべての気体は圧力を及ぼします。 この場合、気体は容器の中にあるのではなく、地球の重力によって「保持」されています。 大気の圧力は101,325Paです。
圧力にはさまざまな単位があります。
圧力にはさまざまな単位がありますが、正式なSI認定の圧力単位はパスカル(Pa)で、1N/m2(1平方メートルの面積に1ニュートンの力がかかる)と定義されています。 これは1N/m2(1平方メートルの面積に1ニュートンの力がかかる)と定義されているが、通常は小さすぎて使い物にならない。 一般的な圧力の単位は大気圧(atm)で、もともとは海面における平均大気圧と定義されていました。
しかし、「海面における平均大気圧」といっても、大気圧の変動があるため、正確にはわかりません。
しかし、「海面における平均大気圧」は、大気圧の変動のため、正確な値を示すことは困難です。より信頼できる一般的な単位は、ミリメートル水銀(mmHg)で、ちょうど1mmの高さの水銀柱が及ぼす圧力です。 同等の単位として、1mmHgに相当するtorrがある(torrは、水銀気圧計を発明した17世紀のイタリア人科学者Evangelista Torricelliにちなんで命名された)。 これらの圧力の定義に伴い、気圧の単位も再定義されました。 これらの圧力の定義により、大気の単位が再定義され、1気圧はちょうど760mmHg、つまり760torrと定義されます。
1 atm = 760 mmHg = 760 torr
これらの同等性は、他の同等性と同様に、ある単位から別の単位への変換に使用することができます。
例題1
595torrは何気圧ですか
解答
圧力の等価性を利用して、torrと気圧の間の換算係数を作り、1気圧=760torrとします。
換算係数の数値は正確なので、最終的な答えの有効数字の数は圧力の初期値によって決まります。
自己診断テスト
1,022torrには何気圧あるか
答え
1.345atm
例題2
火星の大気は大部分がCO2で、圧力は6.01mmHgです。 この圧力を気圧で表すと何になりますか?
解答
圧力の等価性を利用して、ミリ水銀と気圧の間の適切な換算係数を構築してください。
最後に、答えを科学的な表記で表しました。
自分で試してみる
ハリケーンの目の中は気圧が低いです。 1979年に太平洋上で発生したハリケーンでは、目の中の圧力が0.859気圧だったと報告されています。
答え
652torr
Key Takeaways
- 圧力とは、ある領域に作用する力のことです。
- 圧力には変換可能な共通の単位がいくつかある。
Exercises
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圧力を定義する。
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圧力の3つの単位を定義し、関連付ける
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16.
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16.7Nの力が2.44m2の面積に押し付けられた場合、その圧力はパスカルで何と言うのでしょうか。
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元々の大気の定義がうまく機能しなかった理由を説明してください
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圧力の単位でお互いに等しいものは何ですか
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889mmHgは何気圧ですか
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889mmHgは何気圧ですか。
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223torrは何気圧ですか。
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2.443atmは何torrですか。
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0.334atmの中には何ミリの水銀が入っていますか
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334torrの中には何ミリの水銀が入っていますか。
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0.777mmHgは何torrですか
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1torrは何パスカルですか。
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0.887気圧は何パスカルに相当しますか
答え
圧力とは、単位面積あたりの力です。
6.84Pa
海面の気圧は変動するので、圧力の単位としては一定ではありません
1.17atm
1,857torr
334mmHg
133Pa