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大気圧とは?1分でわかる意味、計算、値、単位、kpa、Mpaの表し方

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大気圧(たいきあつ)とは、空気の重さです。「空気に重さがあるの?」と思うかもしれません。


確かに空気自体は軽いのですが、空から地上まで空気が積み重なっていると考えると、空気は相当重くなります。


よって、高い山に登るほど大気圧は小さくなります。地上の大気圧は約101.3kpaです。


今回は大気圧の意味、計算と値、単位、kpa、Mpaの表し方について説明します。大気圧と関係する用語に、絶対圧とゲージ圧があります。詳細は下記が参考になります。

ゲージ圧とは?1分でわかる意味、単位、大気圧、絶対圧との関係

絶対圧とは?1分でわかる意味、計算、ゲージ圧への換算、単位

大気圧とは?

大気圧(たいきあつ)とは空気の重さです。


空気自体は軽い(空気の密度≒1.3kg/m3)ですが、空から地上まで空気が積み重なっているため、空気の重さは相当大きくなります。


下図をみてください。大気圧と空気の重さのイメージ図です。


図 大気圧


上図のように地上よりも高い山にいる方が、空気の積み重なる高さが小さいですね。よって空気の重さも小さく(大気圧が小さく)なります。


地上での大気圧は101.3kpa(=1平米当たり10t)とかなり大きな力です。私たちの体、モノには大気圧が作用しています。


なぜ潰れないのでしょうか。それは、大気圧に対して反作用の圧力が生じており、大気圧と打ち消し合い0になるからです。

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記事を書いた人

ハナダユキヒロ/建築学生が学ぶ「構造力学」

難解な構造力学、建築構造の用語を分かりやすく解説する専門家。高等専門学校在学中から建築学生が学ぶ「構造力学」を運営。その後、国立大学大学院⇒組織設計事務所⇒弊サイト運営に従事している。

著書:「わかる構造力学/工学社」、「わかる構造力学 改訂版/工学社」

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大気圧の計算と値

私たちの体は、大気圧による重さを感じません。空気に重さがあるという事実を忘れてしまいがちです。


そんな空気の重さ(大気圧)を測定したのが「イタリアの物理学者トリチェリー」です。


トリチェリーの実験では、まずシャーレに水銀を入れます。試験管に水銀を満たし、口を押えて試験管を逆さにシャーレの中へ入れます。


図 大気圧の計算とトリチェリー


すると、試験管に入った水銀はシャーレから溢れるのではなく、下図のようにシャーレ底から0.76mの位置で止まりました。


図 大気圧の計算とトリチェリー


これはシャーレに作用する大気圧、試験管内の水銀の重さが釣り合っているからです。水銀による静水圧を計算します。


po=ρo×g×H=13590kg/m3×9.8m/s2×0.76m=101300N/㎡ ⇒ 101.3kpa


上記のように大気圧の値が計算できました。また、前述の実験により初めて人類が真空を作りました。

大気圧の単位

大気圧は圧力の単位で表します。


kPa

MPa


等を使います。

大気圧とkpa、Mpaの表し方

大気圧の値をkpa、Mpaで表します。


101.3 kpa

0.10 Mpa


paの単位換算は下記が参考になります。

paとは?1分でわかる単位の意味、si単位系、単位換算、計算

まとめ

今回は大気圧について説明しました。大気圧は、空気の重さです。


空気自体は軽いですが、空から地上まで積み重なると、とても大きな重さになります。


地上の大気圧=101.3kpaで、これは1平米当たり10tもの力です。大気圧とゲージ圧、絶対圧の関係も勉強しましょう。

ゲージ圧とは?1分でわかる意味、単位、大気圧、絶対圧との関係

絶対圧とは?1分でわかる意味、計算、ゲージ圧への換算、単位

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