圧力と圧力の測定

気体は常にそれが入っている 容器の形と体積に応じて 変化することを 思い出してください 細かく見ると 気体は移動する 粒子で構成されており 互いに衝突したり 容器の壁に衝突したりします 壁との各衝突は 接触する部分に 小さな力を与えます このような多数の 衝突から生じる力は 加算されその気体の圧力になります ガス粒子の数が少ないと 衝突が少なくなり 単位面積あたりの力が 小さくなり 圧力が低くなります したがって 圧力は 与えられた体積内の粒子の数 または気体の密度に 正比例します 異なる気体の原子と分子 の混合物である空気は 地球上のあらゆるものに 圧力をかけています これが大気圧で 気圧計を使って 測定します 伝統的な気圧計は 水銀を含む皿に反転されている 水銀で満たされたガラス管です 大気によって 及ぼされる圧力に応じて 水銀柱の高さが 上昇または下降します 水銀柱の高さを 測定することで 大気圧を 測定することができます 海抜では 大気圧は1気圧で 水銀柱の高さは 760ミリまで上昇します 空気の密度が低い高地では 水銀柱の高さが下がり 気圧が低いことがわかります 容器に閉じ込められた 気体の圧力は マノメーターを用いて 測定されます クローズドエンドマノメーター は水銀で満たされたU字管です 一端は真空中に密閉されており もう一端はガスサンプルが 充填された 容器に接続されています ガス粒子は ガスによって及ぼされる 圧力に対応して 高さの差を作成し 管の一端の水銀面を 押し下げます オープンエンド マノメーターでは 一端が大気に 開放されたままになっています これは 大気圧に対する ガスサンプルの圧力を測定します ガスが大気圧よりも 高い圧力をかけると 大気圧に加算された 高低差が生まれます これにより ガスの圧力が求められます 逆に 大気圧よりも 高い圧力がかかった場合は 大気圧から高低差を引いて ガスの圧力を求めます