トリチェリの真空実験〜パスカルが行った？水柱の真空実験に挑戦〜【トリチェリの真空】【パスカルの定理】 / 米村でんじろう[公式]/science experiments
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- เผยแพร่เมื่อ 2 ต.ค. 2024
- 身近な科学シリーズ第107弾！
今回はトリチェリの真空実験。水銀柱による真空実験に加え、パスカルが行ったとされる水柱による真空実験にも挑戦しました。最後は実験の結果をもとに大気の重さも算出します！
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洗剤や薬品を使う場合は、説明書をしっかり読みましょう。
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ラボに在った12メートルのビニールホースと1メートルのアクリル管でパスカルの大気圧実験を再現してみました。予備実験もなくいきなり本番の一発勝負でした。湯冷まし（水に溶けている空気を追い出した後の水）を使わ無かったことで気泡が発生し10メートルにはなりませんでしたが（ご指摘の通り水の蒸気圧を考えればさらに20センチメートルは下がることになります。）、面白い経験でした（パスカル自身はこの実験をやっていないとの指摘もありますが）。地球の空気の重さを計算したパスカルはやっぱりすごいです。
実験内容もとてもおもしろいんですが、管内の水に含まれている空気が出てきたところで、あ～本当に水中には空気があるんだなー魚はこれで生きているんだなって感動してしまった
実験には思いの外の驚きがありますよね。
こういうの見ると化学の問題集頑張れる！！
ってほんとに760mmHgなんだー感動....
What the shit she is saying I don't understand
水銀規制が厳しくなった昨今では
非常に貴重な実験だと思います。
やりたくても出来ない実験の一つです。
尚、水柱の泡は水の真空沸騰も
あると思われます。
うちの学校の実験棟も、この実験ができる高さに設計してあった。
7:25
笑ってるけど、めちゃくちゃ恐ろしい絵(((゜Д゜；)))
映像だと余計に怖く見えますね。十分注意してやります。
一度沸騰させて冷ました(溶けている気体をほとんど追い出した)水を使ったらもうちょっと上まで上がるんですかね？
上がりますね。実際にやられているようです。
(mmHgって)これかぁ!
単位にも歴史を感じます。
5.11*10¹⁵t とか言われてもピンとこないので、比較できそうなものの重さを調べてみた。
琵琶湖の貯水量=275億㎥=2.75*10¹⁰t
富士山の重さ=2.9兆トン=2.9*10¹²t
琵琶湖185858個分、富士山1762個分となりました。
nastarnb 規模がでかすぎて結局ピンと来ねえw
参考になります。
4:27
トリチェリの真空を水に換算する字幕が760㎝になってますよ
見ててヒエッてなったw
訂正ありがとうございます。
水銀柱を入れる容器の表面積が変化しても760mmというのは変わらないのですか？もし変わらないのであればなぜそうなるのかがわかりません
教えてください
これって地球の表面がフラットな場合の時の空気の重さだよね？
ですね。近似値です。
前から不思議に思っているんですが、真空になった個所の液体は沸点が下がって沸騰したりしないのだろうか？
気泡が出なければ、一瞬、沸騰すると思います。
4:29と4:42の字幕 760cmになってますが760mmか76cmが正解のはず
真空中に蒸発していく液体の影響はどの程度なのでしょうか。
水銀はほとんど影響ない、と聞いたように思いますが、純水だとどの程度影響されるのでしょうか
泡になっていたのは溶け込んでいた空気だけで無く、0気圧で沸騰した水蒸気も入っていますよね？
地球規模の計算だと誤差範囲なのでしょうけど。
水銀の蒸気圧は20℃で約0.16Paであるらしく、1気圧(10^5Pa)と比べても10^6倍ほどの違いがあるので、真空と言えるでしょう。
ただ、水の場合、蒸気圧は20℃で約2336.6Paであるらしく、1気圧とは10^2倍ほどしか違わないので、無視はできなさそうです。
@@issin3301 おしゃられる通りです。
真空中だと水は約 ４℃で沸騰しますから、外気温が ４℃以下の真冬に追試して貰うと、より正確な大気圧が測定できそうですね～
揚げ足取りみたいになっちゃうけど5.11*10^15は511兆じゃなくて5110兆な気がする
とはいえ昔の実験は原理が一般人にもわかりやすいし、当時の人の考え方も知れておもしろかったです
ご指摘ありがとうございます。ルーツの実験は分かりやすくて面白いですね。これからも取り上げていきたいです。よろしくお願いします。
実際に見たのは初めてだー。すご笑笑
水蒸気圧は無視。
一般人の感覚では、真空の吸引力と、水の重さが釣り合ったという感じ
昔、ストローで吸える限界高さは10m33cmってテレビでやってたけどそれと一緒かな？（笑）
一緒ですね
真空の実験面白かったです。
実験とは関係無いけどホースに水を入れたので思い出した。
でこぼこの土地を水平に整えたいので長いホースに水を入れて土地の至る所にホース出口の水面の高さで杭を打って高さを揃えました！
科学に詳しくない人がmmHgをミリメートル水銀柱と予想できるのだろうか？いや出来ない(と思う)
水銀柱、天気の関係で知っていても実際に見ると勉強になります
あと、皆さんが和気あいあいして実験してるのがいいですね。
ありがとうございます。
大気の重さと釣り合うということは、76cmの水銀と10mの水の重さは同じくらいってことですか？
だとするとどこまで持ち上がるかで液体の比重が計れますか？
水位が10ｍまで上がらなかった原因にラボの標高、この日天候からくるの気圧の影響はないの？
あると思います。
屋上から落ちないでね。😚☘️
ご心配かけないよう気をつけます。
水って真空になったところから凍らないんでしょうか？
沸騰が起きると水蒸気に満たされて真空で無くなってしまうので凍りません。
つまり、もっと高い場所に持ってく必要があるということですね
@@米村でんじろう なるほどです！ありがとうございます！
76という数字で、ミリバールのやつねって、知識がつながった。
と言う事は ポンプが地表に有る限り、10m以上の深さの井戸からは水をくみ上げることはできないと言う事に成りそうですね？
大気の重さは5000兆tですよね。500兆tは計算ミスでは？
泡は空気が入ったと考えられる部分があるかもしれませんが、水が沸騰したのではないですか？ トリチェリーの真空は、水銀または水の蒸気で満たされているはずです。完全な真空ではなく、周囲の気温に対応する蒸気圧（大気圧に比較してかなり小さい）だと思います。
760 cm は、76 cm でしょうか
12:34 これ、少し水入れてから指で押さえて引いて離すと押さえてる指がものすごい痛いよ！
やってほしいwこういうの好きそうだしw
ウォーターハンマーだね。
すごーい
ありがとうございます。
goodどんどんつけてください
実際の映像に加え解説があり、化学を勉強していてとてもイメージしやすかったです！ありがとうございます！
桁違いはよくある事。良くはないが、冷静になれば良い。
この実験からわかることはもっとすごい。
1、気圧の単位は、水銀柱かヘクトパスカル。
ヘクトパスカルは確かIS単位系だっけ(うる覚え)、水の柱を使えば、普通の物差しで直読可能なんですよ。
1m物差しの1mm目盛を使えば、有効数字5桁(訂正済み)の、超精密気圧計になる。
って事はですよ!
それ(水の柱)をジーッと見つめているだけで、
「お、上がってきたから晴れだな」
「下がってるから低気圧だ」「前線だ」
「目盛をはみ出したぞ、台風が来るんじゃないか」って、一目瞭然にわかっちゃうんですよ。
この観察は中学か高校で学ぶんだけど、水銀柱は動きが鈍くて退屈だからわかりにくい。
水の柱を使えば、ニョキニョキと動きが見えるから、小学生にも理解できる教材なんだよ。
続編で、その水の柱を長時間撮影して、空の天気と気圧の関係を実証して欲しい。
(すまん、自分も桁違いだ、修正する)
2、今回の画像では、真空に近い泡が下から登ってきた。水道管の中で起これば(訂正)ウォーターハンマー現象、水車やスクリューで起きればキャビテーションと言い、どちらも管や水車を破壊するので、流体力学の課題になっています。
水に真空の泡が出来るのは、水の圧力が真空に近いから起こる。その原因は、どこかの配管で圧力が引き抜かれて、大気圧(厳密には水の蒸気圧)より低くなってるからです。つまり、これが水圧の下限です。
水力発電所に例えます。まずダムに水を貯めて水圧を上げます。水圧はいくらでも上がります。落差が100メートルあれば、水圧は10気圧。立山ダムとか、その数倍になります。
水車はダムの下部にあり、10気圧以上の水圧があるのに、キャビテーションが起こる。その原因は上記の通りで、具体的には吐出口が水車の下にある、つまり吐出口の上に水車を造ったからです。
吐出口の下に水車を水没させれば、キャビテーションは簡単に防げます。もっと電力ダムの設計が楽になる。でも、その道の人たちはそういう設計をした試しが無い。誰か、私のこのアイデアを研究して欲しい。
つまり何が言いたかったかと言うと、今回の実験は、水車を壊す厄介者、キャビテーションの再現実験にもなってます。いい実験を見させてもらいました。
なるほど、常設できたら、長期の観測ができますね。
1010hPaと990hPaが毎日交互にやってくると1日に20センチ上下し、台風の目に入れば50センチ下がる。水柱に色を付けると良いと思います。背景に流れる雲や地平線に沈む太陽を撮れば、キレイな鑑賞映像にもなります。強くオススメします！
うろ覚えな
液体空気が10mなら、もし、動画中で話していた”海水”はすごい高さになるから、(地球が平らだとして)海水の水蒸気が地球上を覆いつくしていたら、海水の総量分×約600分の高さになるんだね。食塩水だとか、引力とかで多少変わるけど。
これが中学生の考えたことだと思うと怖い。
要するに、ばびは中学生。
発想のすごい中学生だ！！！
@@米村でんじろう
ありがとうござんす。
いつも面白い動画をありがとうござんす。
最近水の方を学校でやったなぁ
大気圧の実験面白かったです😊
大気を全部液体にしたら10mほどしかないと言われて素朴な疑問が浮かびました。
海水を全部酸素や水素などの気体に分解したら、地球を覆う大気の厚さが変わるのか、それとも重力の関係で一定以上な広がらないのか。逆に容積が変わらなければ気圧が上がって沸点が上がって温暖化しちゃう？？氷河期対策？
など色々な不思議が浮かびました。大気圧と地球の重力、容積、隕石による質量増加には色々と面白い事があるかもしれませんね😊
作動流体が水のとき、
元の水面から10m以上上げてから
元の水面より低い位置に排水する場合、
サイフォンの原理は使えないということですか？
斜めにした角度をもっと鋭利にして、ガラス管のてっぺんを76cmより低くするとどうなるのでしょうか？
空気を押す力が強くなってもガラス管いっぱいに水銀が入っているので単に圧力が高まるという感じでしょうか。
注射器の真空
最初は引っ張れたのに段々と固く力がかかるのはなぜ？
断面積にかかる空気圧は変わらないのに
引っ張るに必要な力は、注射器の外と中の空気圧の圧力差だからだ。
これ中1で習いました。
ということは垂直から斜めにするとき下から水銀が吸われて体積を補っているんですね
真空の部分は、常温での水や水銀及び溶存していたガスの蒸気圧になっていそうですね。
その通りです。
@@米村でんじろう ほんもの？
一応登録しといた(ひとりめ)
本人です。
9月2日（水）に筋トレで使われているパワーリストボールの動画をアップします。
真空管とか真空タンブラーって本当に真空なんですかね。
真空でも10m弱までしか上がらないから、ストローで吸う場合も同様。その高さ越えると吸えない。
って実験もやって欲しかった……。
ホースが太いから、多分それよりももっと低い位置までしか上がらないだろうけど。
以前やったことがあって、吸引力の強いジャイアンで
５メートルぐらいだったと思います。
またジャイアンさんが・・・
意図せず......
山などの高所で行うと大気圧が変わるので結果も変わるのかな？
変わるやろな
こういう実験は1気圧を前提としてるから
変わります。
これ高校理系の分野？いつ頃出てくる？
地学（気象）分野かな
先生!?ありがとうございます！（笑）
化学(基礎じゃないほう)に出てくるよ
ボイルシャルルより少し前くらいかな
長すぎて実際には出来ひんと思ってたわ…
この実験を丸底フラスコのような管の太さが一定ではないもので行ったら水銀柱の高さは低くなるのだろうか？もしそれが可能であれば永久機関ができるかも？実験お願いします！
実験自体難しいと思いますが、永久機関は不可能なんです。
@@米村でんじろう 丸底フラスコを水銀で満たして、動画のようにひっくり返すだけじゃダメなのですか？
大学で勉強したからたまたまこの定理は知ってたけど、実際に見ると面白い
水面が下がって減圧するごとに水面から水蒸気が蒸発するでしょ？
すると思います。どこかで水面の下降
は止まるでしょうが。
真空ポンプで水は凍ったのに、なぜ今回は凍らないのでしょう
真空ポンプの場合、気体を膨張させるのに近いので、圧力が下がると同時に温度が下がっていましたが、今回はただ圧力が下がるのみです。
凍らせるためには圧力はほぼ関係なく、温度を下げる必要があるので、今回は凍っていません。
真空の部分が本当の真空か気になる。
完全な真空ではないですね。
@@米村でんじろう 水に溶けた酸素が有るしね。
その温度での水蒸気圧分の水蒸気は含まれてるはず
圧力って面白い！
溶けていた空気の成分は何なのかな。
地上に戻したらまた溶ける？
窒素より酸素の方が多いのかな。
水銀って液体なのにめちゃくちゃ密度大きいの不思議だね。持ってみたい
鉛もうきます。めちゃくちゃ重いです。密度が大きいのは原子番号が大きいから（８０）と言う事でどうでしょうか。常温で液体である理由は難しいです。本質を突く良い質問だと思います。
Torrとか、ｍｍHgって単位は遠くなりましたね
ヘクトパスカルには今でも馴染めません。
真空よりも7:23 やばい。。
突如始まるブルワーカートレーニング!
ブルーワーカー懐かしいな
化学重要問題集2020年版の60番に載ってるよ！！
水中に溶け込んだ空気の分以外でも、水面からの蒸発で水の蒸気圧の分も下がるはず。水温15℃ほどなら大気圧の2%。20cmくらい。
ですね。
観ていて”真空ってなんだろう？”そこにある分子や原子が膨張することはないですものね、てことは出来た隙間には何があるのでしょう？
歴史的に大問題になった疑問ですね。