気体の圧力 | ルラスタディ (Lura Study)

一般小学生

まとめ

気体の圧力: 気体分子が熱運動によって容器の壁面や液面に衝突する際に与える単位面積あたりの力

解説

気体の圧力は、目に見えないほど小さな気体分子が激しく飛びまわる「熱運動」によって生じます。これらの分子が容器の壁にぶつかる際、壁を押し返す力が生まれます。この力が一定の面積あたりにどれだけ加わっているかを示したものが圧力です。圧力の大きさは、分子が壁にぶつかる「回数」と、ぶつかるときの「勢い」によって決まります。

温度が一定のとき、気体の体積を小さくすると、狭い空間に分子が密集するため壁にぶつかる回数が増え、圧力は高くなります。また、体積が一定のまま温度を上げると、分子の動きがより速くなり、衝突の勢いと回数の両方が増すため、圧力は上昇します。このように、気体の圧力は分子の数・温度・体積という3つの要素と密接に関係しています。

状態の変化	分子の動き・密度	衝突回数	圧力の変化
体積を小さくする	分子が密集する	増える	高くなる
温度を上げる	動きが速くなる	増える	高くなる
分子を増やす	数そのものが増える	増える	高くなる

コラム

気体の圧力の単位には、国際単位系（SI）であるパスカル（Pa）が使われます。1Paは、1平方メートルの面積に1ニュートンの力が垂直に働いている状態を指します。天気予報でよく聞く「ヘクトパスカル（hPa）」は、100Paを1とした単位です。

私たちの身の回りには常に「大気圧（気圧）」という空気の圧力がかかっています。海面上での平均的な大気圧は約1013hPaであり、これを「1気圧」と定めています。高い山に登ると空気が薄くなるため、この大気圧は低くなります。お菓子の袋を山の上に持っていくとパンパンに膨らむのは、袋の外側の圧力が下がり、中の空気が押し返す力の方が強くなるためです。

小学生のみなさんへ

空気やガスなどの「気体」には、ものを押す力があります。目には見えませんが、空気の小さな粒が壁にぶつかることで力が発生しているのです。これを「気体の圧力」と呼びます。理科の実験で使う「キップの装置」という道具では、この気体が押し返す力をうまく使っています。出口をふさぐと、たまった気体が液体の薬をグイグイと押し戻して、実験を自動的に止めてくれる仕組みになっています。空気の力は、目に見えなくてもとても力持ちなのです。

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