ページ1:

水銀柱
トリチェリの真空
大気圧
760mm
つりあい
Hg
水銀の重さによる圧力
トリチェリの真空
水銀の気体分子がわずかに存在しており、 厳密には
真空ではないが、ほぼ真空である。
通常、水銀の蒸気圧は無視できる(蒸発しない)と考える。
|1気圧 = 1atm = 1.013 × 105 Pa
=760mmHg(ミリメートル水銀)

ページ2:

蒸気圧の測定
飽和蒸気圧PS
水蒸気
大気圧P大
つりあい
水銀の液面に液体の
水がわずかに残る
(体積ほぼゼロ)
733mm
Hg
水銀の重さによる圧力PHg
試験管の下から水を入れると、 試験管内で気液平衡が
起こり、水蒸気が発生する。
発生した水蒸気による圧力 (飽和蒸気圧)によって、
試験管内の水銀柱が押し下げられる。
Ps+PHg=P大の関係が成り立つので、
水の飽和蒸気圧Psを求めると、
Ps=P-PHg = 760-733
= 27mmHg

ページ3:

mmHg Paの変換
|760mmHg:XmmHg = 1.0 × 105Pa:P(Pa)
P = 1.0 × 105 ×
(Pa)
前のページを例に考えると、
x
760
水の飽和蒸気圧Psは、 水銀柱27mmHgに
相当するので、
27
Ps
P = 1.0 × 105 ×
760
≒ 3.6 × 103 (Pa)

ページ4:

水銀柱を水柱にした場合
飽和蒸気圧
水蒸気
大気圧
H2O
水の重さによる圧力
水の密度:1.00g/cm3
水銀の密度: 13.5g/cm² とする。
まず、 水蒸気圧を考慮した水銀柱の高さは、
733mm(ノート2ページ目参照)
この状態で、水銀柱を水柱に置き換えた場合、
水柱の高さはどうなるのかを考える。

ページ5:

水銀柱を水柱にした場合
水銀の密度は水の密度の13.5倍であることから、
同じ体積で比較した時、
水銀は水より13.5倍重い
同じ重さで比較した時、
水の体積は水銀の13.5倍
高さが733mmの水銀柱と同じ重さの水柱を作る
には、水柱の体積(高さ)を水銀柱の13.5倍に
すればよい。
よって、水柱に置き換えた時の高さは、
733mm×13.5 = 9.90m
水柱で実験すると、とてつもなく長い試験管が
必要となり、現実的には無理なので、水銀が
用いられている。

ページ6:

試験管の太さは関係ない!
試験管を太くしても、 水銀柱の重さによる圧力は同じ!
水銀柱の高さも同じ!
圧力の単位Pa = N/m2なので、
水銀柱の重さ(重力) [N(ニュートン)]
圧力 (Pa) =
=
重力がかかっている面積 [m]]
例えば、試験管の太さを2倍にすると、
水銀柱の重さ、重力がかかっている面積
両方とも2倍になるので、 約分されて圧力は
変化しない。